KR102122870B1

KR102122870B1 - 토션 빔 제조 방법 및 토션 빔 제조 장치

Info

Publication number: KR102122870B1
Application number: KR1020187017976A
Authority: KR
Inventors: 게이노스케 이구치; 마사아키 미즈무라
Original assignee: 닛폰세이테츠 가부시키가이샤
Priority date: 2016-03-30
Filing date: 2017-03-14
Publication date: 2020-06-15
Anticipated expiration: 2037-03-14
Also published as: EP3363664A1; EP3363664A4; IN201817018675A; US20190001774A1; KR20180086487A; CN108473015B; JP6296211B2; WO2017169733A1; JPWO2017169733A1; US10618363B2; MX395107B; MX2018010462A; CN108473015A

Abstract

이 토션 빔 제조 방법은, 긴 쪽 방향에 직교하는 단면이 상기 긴 쪽 방향의 임의 위치에 있어서 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 폐단면인 일정 형상 폐단면부와, 상기 일정 형상 폐단면부에 이어지며, 또한 상기 폐단면이 상이한 형상의 폐단면을 갖는 접속 영역을 갖는 형상 변화부를 구비한 토션 빔을 제조하는 방법이며, 상기 일정 형상 폐단면부 및 상기 형상 변화부가 형성된 토션 빔 소재 중 적어도 상기 접속 영역에 대하여, 상기 긴 쪽 방향을 따른 인장력을 가하여 상기 토션 빔을 얻는 인장 공정을 갖는다.

Description

토션 빔 제조 방법 및 토션 빔 제조 장치

본 발명은 자동차의 토션 빔식 서스펜션 장치에 적용되어 금속 피로가 억제된 토션 빔을 제조하는, 토션 빔 제조 방법 및 토션 빔 제조 장치에 관한 것이다.

본원은 2016년 3월 30일에 일본에 출원된 특허 출원 제2016-067929호에 기초하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.

주지된 바와 같이, 자동차용 서스펜션 시스템의 일 양태로서 토션 빔식 서스펜션 장치가 널리 보급되고 있다.

토션 빔식 서스펜션 장치는: 좌우의 차륜을 회전 가능하게 지지하는 좌우 한 쌍의 트레일링 아암이 토션 빔에 의해 연결되며, 또한 좌우 한 쌍의 스프링 받침부가 토션 빔의 좌우 단부 근방에 접합된 토션 빔 어셈블리와; 토션 빔 및 차체간을 연결하는 스프링 및 업소버를 구비한다. 토션 빔은, 차체의 좌우로부터 중앙측을 향하여 신장되는 피봇축을 통하여, 차체에 대하여 요동 가능하게 접속되어 있다.

토션 빔은, 예를 들어 프레스 성형이나 하이드로폼 성형에 의해 금속관을 소성 가공함으로써 형성되어 있고, 토션 빔의 긴 쪽 방향에 직교하는 단면이, 트레일링 아암과의 설치부로부터 일정 형상 폐단면부를 향하여, 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 폐단면으로 형성되어 있다(예를 들어, 특허문헌 1 참조).

토션 빔은, 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 대략 일정 폐단면을 갖는 일정 형상 폐단면부와, 좌우의 트레일링 아암에 접속되는 설치부와, 일정 형상 폐단면부 및 설치부간에 위치하는 형상 변화부(서변부)를 구비하고 있고, 차체가 노면으로부터 외력을 받은 경우에, 주로 토션 빔의 비틀림 강성에 의해 차체의 롤 강성을 확보하고 있다.

한편, 토션 빔이 충분한 롤 강성을 갖고 있었다고 해도, 토션 빔은, 차륜이나 트레일링 아암을 통하여 노면으로부터 여러 가지 외력을 받기 때문에, 이러한 외력에 기인하여 복잡한 응력 분포가 발생하여, 금속 피로가 진전되기 쉽다. 이 금속 피로는, 예를 들어 형상 변화부 및 일정 형상 폐단면부간의 접속부 근방에서 현저하게 발생하기 쉽다.

그 때문에, 노면으로부터 여러 가지 외력을 받은 경우라도, 금속 피로의 진전을 억제할 필요가 있고, 이러한 금속 피로를 억제하기 위해 여러 가지 기술이 개발되어 있다(예를 들어, 특허문헌 2, 3, 4 참조).

특허문헌 2에 기재된 기술은, 토션 빔을 프레스 성형한 후에, ??칭하고, 템퍼링하고, 숏 피닝을 행하여, 토션 빔의 외측 표면을 경화시킴으로써, 토션 빔의 피로 특성을 향상시킨다.

특허문헌 3에 기재된 기술은, 열처리 후에 표면 경도가 높아지는 강관을 사용함으로써, 토션 빔의 표면 경도를 향상시켜, 토션 빔의 피로 특성을 향상시킨다.

특허문헌 4에 기재된 기술은, 하이드로폼에 의해 강관의 내측으로부터 외측을 향하는 압력을 가함으로써 인장 응력을 부여하고, 그 결과로서, 토션 빔의 잔류 응력을 저감시켜 피로 특성을 향상시킨다.

일본 특허 공개 제2011-635호 공보 일본 특허 공개 제2001-123227호 공보 일본 특허 공개 제2008-063656호 공보 일본 특허 공개 제2013-091433호 공보

그러나, 특허문헌 2 내지 4에 기재된 기술을 적용하여 토션 빔의 피로 특성을 향상시키는 것은, 반드시 용이하다고는 할 수 없는 데다가, 설비 투자 등의 이니셜 코스트나 제조 러닝 코스트가 증대되는 문제가 있다. 그래서, 피로 특성이 우수한 토션 빔을 효율적으로 제조하는 것이 가능한 토션 빔 제조 기술이 요망되고 있다.

본 발명은 이러한 사정을 고려하여 이루어진 것이며, 피로 특성이 우수한 토션 빔을 효율적으로 제조하는 것이 가능한, 토션 빔 제조 방법 및 토션 빔 제조 장치의 제공을 목적으로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 이하의 수단을 제안하고 있다.

(1) 본 발명의 일 양태에 관한 토션 빔 제조 방법은, 긴 쪽 방향에 직교하는 단면이 상기 긴 쪽 방향의 임의 위치에 있어서 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 폐단면인 일정 형상 폐단면부와, 상기 일정 형상 폐단면부에 이어지며, 또한 상기 폐단면이 상이한 형상의 폐단면을 갖는 접속 영역을 갖는 형상 변화부를 구비한 토션 빔을 제조하는 방법이며, 상기 일정 형상 폐단면부 및 상기 형상 변화부가 형성된 토션 빔 소재 중 적어도 상기 접속 영역에 대하여, 상기 긴 쪽 방향을 따른 인장력을 가하여 상기 토션 빔을 얻는 인장 공정을 갖는다.

이 양태에 관한 토션 빔 제조 방법에 따르면, 인장 공정에 있어서 적어도 접속 영역에 인장력을 가하기 때문에, 잔존하고 있는 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

그 결과, 피로 특성이 우수한 토션 빔을 제조할 수 있다. 게다가, 열처리 등의 후처리를 필요로 하지 않기 때문에, 효율적으로 제조할 수 있다.

(2) 상기 (1)에 기재된 토션 빔 제조 방법에 있어서, 상기 인장 공정에서, 상기 접속 영역보다 상기 긴 쪽 방향을 따른 외측 부분의 내측을 내측 지지 부재로 지지하며, 또한, 상기 외측 부분의 외측에 외측 걸림 부재를 걸게 한 상태에서, 상기 내측 지지 부재 및 상기 외측 걸림 부재를 상기 일정 형상 폐단면부로부터 이격되는 방향으로 이동시킴으로써, 상기 인장력을 가해도 된다.

이 경우, 인장 공정에 있어서, 토션 빔 소재의 외측 부분을 내측 지지 부재로 지지한 후에, 이 외측 부분의 외측에 외측 걸림 부재를 걸게 하여 인장력을 가하므로, 동일 외측 부분의 변형을 억제한 후에 용이하게 인장력을 부여할 수 있다.

(3) 상기 (2)에 기재된 토션 빔 제조 방법에 있어서, 상기 인장 공정에서, 상기 접속 영역의 외측을 외측 지지 부재로 지지하고, 상기 내측 지지 부재 및 상기 외측 걸림 부재의 이동과 동일 방향으로 또한 동기하여, 상기 외측 지지 부재를 이동시켜도 된다.

이 경우, 외측 지지 부재가, 내측 지지 부재 및 외측 걸림 부재의 움직임과 동기하여 이동하기 때문에, 인장에 수반하는 토션 빔 소재의 연장을 저해하지 않는다. 따라서, 토션 빔 소재에 확실하게 인장력을 부여할 수 있기 때문에, 확실하게 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

(4) 상기 (1)에 기재된 토션 빔 제조 방법에 있어서, 상기 인장 공정에서, 상기 토션 빔 소재의 양단간을 상기 긴 쪽 방향을 따라 상대적으로 이격시킴으로써, 상기 인장력을 상기 토션 빔 소재의 전체 길이에 걸쳐 가해도 된다.

이 경우, 토션 빔 소재를 그 전체 길이에 걸쳐 긴 쪽 방향 외측으로 인장하기 때문에, 빠짐없이 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

(5) 상기 (1) 내지 (4) 중 어느 한 항에 기재된 토션 빔 제조 방법에 있어서, 상기 인장 공정에서, 상기 토션 빔 소재의 적어도 상기 접속 영역에 대하여 상기 긴 쪽 방향에서 1％ 이상의 변형을 부여해도 된다.

이 경우, 토션 빔 소재의 잔류 응력을 제거 또는 저감시키기에 충분한 인장력을 부여할 수 있다.

(6) 상기 (1) 내지 (5) 중 어느 한 항에 기재된 토션 빔 제조 방법에 있어서, 상기 인장 공정 전에, 소관을 프레스하여 상기 토션 빔 소재를 얻는 프레스 공정을 가져도 된다.

이 경우, 프레스 공정 후의 시점에서는, 토션 빔 소재에 잔류 응력이 남아 있지만, 이어지는 인장 공정에 의해, 이것을 제거할 수 있다.

(7) 본 발명의 일 양태에 관한 토션 빔 제조 장치는, 긴 쪽 방향에 직교하는 단면이 상기 긴 쪽 방향의 임의 위치에 있어서 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 폐단면인 일정 형상 폐단면부와, 상기 일정 형상 폐단면부에 이어지며, 또한 상기 폐단면과 상이한 형상의 폐단면을 갖는 접속 영역을 갖는 형상 변화부를 구비한 토션 빔을 제조하는 장치이며, 상기 일정 형상 폐단면부 및 상기 형상 변화부가 형성된 토션 빔 소재 중, 상기 토션 빔 소재의 긴 쪽 방향을 따라 본 경우에 상기 접속 영역보다 일방측에 있는 부분과, 상기 접속 영역보다 타방측에 있는 부분을 보유 지지하는 한 쌍의 보유 지지 기구와; 상기 각 보유 지지 기구간을 상대적으로 이격시키는 제1 구동 기구를 구비한다.

이 양태에 관한 토션 빔 제조 장치에 따르면, 한 쌍의 보유 지지 기구 및 제1 구동 기구에 의해, 토션 빔 소재 중 적어도 접속 영역에 대하여 긴 쪽 방향의 인장력을 가함으로써, 토션 빔 소재에 잔존하고 있는 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

그 결과, 피로 특성이 우수한 토션 빔을 제조할 수 있다. 게다가, 열처리 등의 후처리를 필요로 하지 않기 때문에, 효율적으로 제조하는 것이 가능하다.

(8) 상기 (7)에 기재된 토션 빔 제조 장치에 있어서, 상기 각 보유 지지 기구가, 상기 토션 빔 소재의 양단을 보유 지지해도 된다.

이 경우, 한 쌍의 보유 지지 기구에 의해 토션 빔 소재의 양단을 보유 지지하여 인장하기 때문에, 토션 빔 소재의 전체 길이에 걸쳐 인장력을 부여할 수 있다. 따라서, 토션 빔 소재의 전체 길이에 걸쳐 빠짐없이 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

(9) 상기 (8)에 기재된 토션 빔 제조 장치에 있어서, 상기 일정 형상 폐단면부 및 상기 형상 변화부에 대응한 형상을 갖는 가동 금형과; 상기 토션 빔 소재에 상기 일정 형상 폐단면부 및 상기 형상 변화부를 부여하기 전의 소관에 대하여, 상기 가동 금형을 압박하는 제2 구동 기구를 더 구비해도 된다.

이 경우, 제2 구동 기구에 의해 가동 금형을 소관에 압박함으로써, 일정 형상 폐단면부 및 형상 변화부를 갖는 토션 빔 소재를 얻을 수 있다.

(10) 상기 (7)에 기재된 토션 빔 제조 장치에 있어서, 상기 각 보유 지지 기구 중 적어도 한쪽이, 상기 형상 변화부의 내측에 삽입되는 내측 지지 부재와; 상기 형상 변화부의 외측에 거는 외측 걸림 부재를 구비해도 된다.

이 경우, 토션 빔 소재의 형상 변화부의 내측을 내측 지지 부재로 지지한 후에, 형상 변화부의 외측에 외측 걸림 부재를 걸게 하여 인장력을 가할 수 있으므로, 형상 변화부의 변형을 억제한 후에 용이하게 인장력을 부여할 수 있다.

(11) 상기 (10)에 기재된 토션 빔 제조 장치에 있어서, 상기 일정 형상 폐단면부 및 상기 형상 변화부에 대응한 형상을 갖는 가동 금형과; 상기 토션 빔 소재에 상기 일정 형상 폐단면부 및 상기 형상 변화부를 부여하기 전의 소관에 대하여, 상기 가동 금형을 압박하는 제2 구동 기구를 더 구비해도 된다.

(12) 상기 (11)에 기재된 토션 빔 제조 장치에 있어서, 이하의 구성을 채용해도 된다: 상기 가동 금형이, 적어도 상기 일정 형상 폐단면부에 대응한 형상을 갖는 가동 금형 본체부와, 적어도 상기 형상 변화부에 대응한 형상을 갖고, 또한 상기 가동 금형 본체부에 대하여 이격 가능하게 설치된 가동 금형 단부와, 상기 가동 금형 본체부로부터 상기 가동 금형 단부를 이격시키는 제3 구동 기구를 구비하고; 상기 가동 금형 단부가, 상기 외측 걸림 부재를 겸하고 있다.

이 경우, 가동 금형에 의해 프레스되는 소관에 대하여, 가동 금형 본체부에 의해 적어도 일정 형상 폐단면부에 대응한 형상을 부여함과 함께, 가동 금형 단부에 의해 적어도 형상 변화부에 대응한 형상을 부여한다. 이와 같이 하여 얻은 토션 빔 소재의 형상 변화부의 내측에 내측 지지 부재를 삽입하고, 또한 형상 변화부의 외측에 가동 금형 단부를 걸게 한 상태에서, 토션 빔 소재에 인장력을 가한다. 이 구성에 따르면, 가동 금형 단부가, 상기 외측 걸림 부재를 겸하고 있으므로, 소관을 프레스 가공하여 얻은 토션 빔 소재를 다른 장치에 옮겨 바꾸지 않고, 그대로 계속해서 인장력을 가할 수 있다.

(13) 상기 (12)에 기재된 토션 빔 제조 장치에 있어서, 상기 제3 구동 기구가, 상기 가동 금형 본체부 및 상기 가동 금형 단부간의 간극에 삽입되는 캠이어도 된다.

이 경우, 우선, 가동 금형 본체부 및 가동 금형 단부에 의해 소관을 프레스하여 토션 빔 소재로 가공한다. 계속해서, 캠을 간극에 압입함으로써, 가동 금형 본체부와 가동 금형 단부의 간극을 넓힌다. 그러면, 가동 금형 본체부로부터 가동 금형 단부가 이격되는 방향으로 이동하기 때문에, 토션 빔 소재에 대하여 인장력을 부여하여, 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

(14) 상기 (7) 내지 (13) 중 어느 한 항에 기재된 토션 빔 제조 장치에 있어서, 이하의 구성을 채용해도 된다: 상기 토션 빔 소재를 지지하는 지지 금형을 더 구비하고; 상기 지지 금형이, 상기 토션 빔 소재를, 상기 일정 형상 폐단면부를 포함하는 부분에 있어서 지지하는 지지 금형 본체부와, 상기 지지 금형 본체부에 대하여 이격 가능하게 설치되며, 또한 적어도 상기 형상 변화부를 지지하는 지지 금형 단부를 구비한다.

이 경우, 토션 빔 소재에 인장력을 가할 때에는, 지지 금형 단부가 지지 금형 본체부에 대하여 이격 가능하기 때문에, 인장에 수반하는 토션 빔 소재의 연장을 저해하지 않는다. 따라서, 토션 빔 소재에 확실하게 인장력을 부여할 수 있기 때문에, 확실하게 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

(15) 상기 (7) 내지 (14) 중 어느 한 항에 기재된 토션 빔 제조 장치에 있어서, 이하의 구성을 채용해도 된다: 상기 제1 구동 기구를 제어하는 제어부를 더 구비하고; 상기 제어부가, 상기 제1 구동 기구를 동작시켜, 상기 토션 빔 소재의 적어도 상기 접속 영역에 대하여 상기 긴 쪽 방향에서 1％ 이상의 변형을 부여한다.

본 발명은, 상기 형태에 추가하여 하기 형태를 채용해도 된다.

(a) 본 발명의 다른 양태는, 토션 빔식 서스펜션 장치에 사용되고 좌우 한 쌍의 아암이 긴 쪽 방향의 양단부에 연결되고, 상기 긴 쪽 방향과 직교하는 단면이 차체의 전후 방향에 있어서의 전단 및 후단의 사이가 상측 또는 하측으로 돌출되는 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 대략 일정 폐단면 형상으로 된 일정 형상 폐단면부와 설치 폐단면부와 상기 일정 형상 폐단면부와 상기 설치 폐단면부의 사이에 위치되는 형상 변화부를 갖는 토션 빔을 제조하는 토션 빔 제조 방법이며, 금속 재료관을 프레스하여 상기 일정 형상 폐단면부와 상기 형상 변화부를 갖는 토션 빔 소재를 성형하는 프레스 가공 공정과, 상기 토션 빔 소재의 적어도 상기 일정 형상 폐단면부와 상기 형상 변화부를 접속하는 접속부를 긴 쪽 방향으로 인장하는 인장 처리 공정을 구비한다.

이 양태에 관한 토션 빔 제조 방법에 따르면, 금속 재료관을 프레스하여 일정 형상 폐단면부와 형상 변화부를 갖는 토션 빔 소재를 성형하는 프레스 가공 공정과, 토션 빔 소재의 적어도 일정 형상 폐단면부와 형상 변화부를 접속하는 접속부를 긴 쪽 방향으로 인장하는 인장 처리 공정을 구비하고 있으므로, 접속부로부터 인장 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

그 결과, 피로 특성이 우수한 토션 빔을 효율적으로 제조할 수 있다.

이 명세서에 있어서, 일정 형상 폐단면부란, 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 대략 일정 폐단면 형상(예를 들어, 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 오목부측을 구성하는 벽부의 골부(저부))이 긴 쪽 방향을 따라 연속해서 형성되어 있는 부분을 말한다. 또한, 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 오목부측을 구성하는 벽부의 골부(저부)가 계속해서 점차 얕아지는 형상 변화부에 이르기까지는, 부분적으로 요철이 형성되어 있어도 일정 형상 폐단면부에 포함된다.

또한, 이 명세서에 있어서, 형상 변화부란, 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 오목부측을 구성하는 벽부의 골부(저부)가 점차 얕아지는 형태가 계속해서 형성되어 있는 부분을 말한다. 또한, 형상 변화부의 도중에 골부(저부)가 부분적으로 얕아지는 부분이 형성되어 있어도 된다.

또한, 이 명세서에 있어서, 설치 폐단면부란, 형상 변화부의 긴 쪽 방향 외측(차량 폭 방향 외측)에 위치되어, 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상을 이루는 오목부가 형성되어 있지 않은 부분을 말한다.

또한, 이 명세서에 있어서, 일정 형상 폐단면부와 형상 변화부를 접속하는 접속부란, 일정 형상 폐단면부와 형상 변화부의 경계를 포함하는 부분을 말하며, 일정 형상 폐단면부에 있어서 긴 쪽 방향을 따라 형성된 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 오목부측을 구성하는 벽부의 골부(저부)가, 형상 변화부에 있어서 계속해서 점차 얕아지고 긴 쪽 방향에 대하여 경사지는 형태로 이행하는 부위를 포함하는 부분이다. 또한, 접속부의 범위는, 인장 잔류 응력의 분포 등에 기초하여 임의로 설정할 수 있다.

(b) 상기 (a)에 기재된 토션 빔 제조 방법이며, 상기 인장 처리 공정에 있어서, 상기 토션 빔 소재의 형상 변화부의 내측에 내측 지지 부재를 삽입함과 함께 상기 형상 변화부에 형상 변화부 지지 부재를 걸어, 상기 접속부를 긴 쪽 방향으로 인장한다.

이 토션 빔 제조 방법에 따르면, 인장 처리 공정에 있어서, 토션 빔 소재의 형상 변화부의 내측에 내측 지지 부재를 삽입함과 함께 형상 변화부에 형상 변화부 지지 부재를 걸어, 접속부를 긴 쪽 방향으로 인장하므로, 토션 빔 소재의 접속부를 용이하게 긴 쪽 방향 외측으로 인장하면서 형상 변화부의 변형을 확실하게 억제할 수 있다.

(c) 상기 (a)에 기재된 토션 빔 제조 방법이며, 상기 인장 처리 공정에 있어서, 상기 토션 빔 소재의 설치 폐단면부를 보유 지지하여, 상기 접속부를 긴 쪽 방향으로 인장한다.

이 토션 빔 제조 방법에 따르면, 인장 처리 공정에 있어서, 토션 빔 소재의 설치 폐단면부를 보유 지지하여, 접속부를 긴 쪽 방향으로 인장하므로, 토션 빔 소재의 전체 길이에 걸쳐 긴 쪽 방향 외측으로 인장할 수 있다.

(d) 본 발명의 또 다른 형태는, 토션 빔식 서스펜션 장치에 사용되고 좌우 한 쌍의 아암이 긴 쪽 방향의 양단부에 연결되고, 상기 긴 쪽 방향과 직교하는 단면이 차체의 전후 방향에 있어서의 전단 및 후단의 사이가 상측 또는 하측으로 돌출되는 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 대략 일정 폐단면 형상으로 된 일정 형상 폐단면부와 설치 폐단면부와 상기 일정 형상 폐단면부와 상기 설치 폐단면부의 사이에 위치되는 형상 변화부를 갖는 토션 빔을 제조하는 토션 빔 제조 장치이며, 상기 형상 변화부와 상보적으로 형성된 외형 보유 지지 형상부를 갖는 형상 변화부 외측 보유 지지 부재와, 상기 성형 형에 설치되고 상기 형상 변화부를 긴 쪽 방향 내측으로부터 걸어 지지하는 형상 변화부 지지 부재와, 상기 설치 폐단면부 보유 지지 부재를 토션 빔 소재의 긴 쪽 방향으로 진퇴시키는 구동부와, 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 토션 빔 소재를 성형한 후에, 상기 형상 변화부 외측 보유 지지 부재와 상기 내측 지지 부재에 의해 상기 형상 변화부를 보유 지지한 상태에서 상기 형상 변화부 지지 부재를 상기 토션 빔 소재의 긴 쪽 방향 외측으로 이동시키도록 구성되어 있다.

이 토션 빔 장치에 따르면, 형상 변화부와 상보적으로 형성된 외형 보유 지지 형상부를 갖는 형상 변화부 외측 보유 지지 부재와, 성형 형에 설치되고 상기 형상 변화부를 긴 쪽 방향 내측으로부터 걸어 지지하는 형상 변화부 지지 부재에 의해 형상 변화부를 보유 지지한 상태에서, 형상 변화부 지지 부재를 토션 빔 소재의 긴 쪽 방향 외측으로 이동하여 접속부를 긴 쪽 방향으로 인장하므로, 형상 변화부가 변형되는 것을 억제하여 안정되게 인장 처리할 수 있다.

(e) 본 발명의 또 다른 형태는, 토션 빔식 서스펜션 장치에 사용되고 좌우 한 쌍의 아암이 긴 쪽 방향의 양단부에 연결되고, 상기 긴 쪽 방향과 직교하는 단면이 차체의 전후 방향에 있어서의 전단 및 후단의 사이가 상측 또는 하측으로 돌출되는 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 대략 일정 폐단면 형상으로 된 일정 형상 폐단면부와 설치 폐단면부와 상기 일정 형상 폐단면부와 상기 설치 폐단면부의 사이에 위치되는 형상 변화부를 갖는 토션 빔을 제조하는 토션 빔 제조 장치이며, 상기 설치 폐단면부를 보유 지지하는 설치 폐단면부 보유 지지 부재와, 상기 설치 폐단면부 보유 지지 부재를 토션 빔 소재의 긴 쪽 방향으로 진퇴시키는 구동부와, 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 설치 폐단면부 보유 지지 부재가 상기 설치 폐단면부를 보유 지지한 상태에서, 상기 토션 빔 소재를 긴 쪽 방향으로 인장하도록 구성되어 있다.

이 토션 빔 장치에 따르면, 토션 빔 소재의 설치 폐단면부를 보유 지지하여, 접속부를 긴 쪽 방향으로 인장하므로, 토션 빔 소재의 전체 길이에 걸쳐 긴 쪽 방향 외측으로 인장할 수 있다.

(f) 본 발명의 또 다른 형태는, 토션 빔식 서스펜션 장치에 사용되고 좌우 한 쌍의 아암이 긴 쪽 방향의 양단부에 연결되고, 상기 긴 쪽 방향과 직교하는 단면이 차체의 전후 방향에 있어서의 전단 및 후단의 사이가 상측 또는 하측으로 돌출되는 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 대략 일정 폐단면 형상으로 된 일정 형상 폐단면부와 설치 폐단면부와 상기 일정 형상 폐단면부와 상기 설치 폐단면부의 사이에 위치되는 형상 변화부를 갖는 토션 빔을 제조하는 토션 빔 제조 장치이며, 금속 재료관을 프레스하여 상기 일정 형상 폐단면부와 상기 형상 변화부를 갖는 토션 빔 소재를 성형하는 성형 형과, 상기 성형 형에 설치되고 상기 형상 변화부를 긴 쪽 방향 내측으로부터 걸어 지지하는 형상 변화부 지지 부재와, 상기 성형 형에 설치되고 상기 형상 변화부 지지 부재를 상기 긴 쪽 방향으로 진퇴시키는 형상 변화부 지지 부재 구동부와, 상기 형상 변화부의 내측에 삽입 가능하게 되고, 상기 형상 변화부 지지 부재와 협동하여 상기 형상 변화부를 보유 지지하는 내측 지지 부재와, 제어부를 구비하고, 상기 제어부는, 상기 토션 빔 소재를 성형한 후에, 상기 형상 변화부 지지 부재와 상기 내측 지지 부재에 의해 상기 형상 변화부를 보유 지지한 상태에서 상기 형상 변화부 지지 부재를 상기 토션 빔 소재의 긴 쪽 방향 외측으로 이동시키도록 구성되어 있다.

이 토션 빔 제조 장치에 따르면, 제어부는, 금속 재료관을 프레스하여 토션 빔 소재를 성형한 후에, 형상 변화부 지지 부재와 내측 지지 부재가 협동하여 형상 변화부를 보유 지지한 상태에서, 토션 빔 소재를 구동부에 의해 긴 쪽 방향 외측으로 인장하므로, 접속부로부터 인장 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

(g) 토션 빔식 서스펜션 장치에 사용되고 좌우 한 쌍의 아암이 긴 쪽 방향의 양단부에 연결되고, 상기 긴 쪽 방향과 직교하는 단면이 차체의 전후 방향에 있어서의 전단 및 후단의 사이가 상측 또는 하측으로 돌출되는 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 대략 일정 폐단면 형상으로 된 일정 형상 폐단면부와 설치 폐단면부와 상기 일정 형상 폐단면부와 상기 설치 폐단면부의 사이에 위치되는 형상 변화부를 갖는 토션 빔을 제조하는 토션 빔 제조 장치이며, 금속 재료관을 프레스하여 상기 일정 형상 폐단면부와 상기 형상 변화부를 갖는 토션 빔 소재를 성형하는 성형 형과, 상기 성형 형에 설치되고 상기 형상 변화부를 긴 쪽 방향 내측으로부터 걸어 지지하는 형상 변화부 지지 부재와, 상기 성형 형에 설치되고 상기 형상 변화부 지지 부재를 상기 긴 쪽 방향으로 진퇴시키는 형상 변화부 지지 부재 구동부와, 상기 형상 변화부의 내측에 삽입 가능하게 되고, 상기 형상 변화부 지지 부재와 협동하여 상기 형상 변화부를 보유 지지하는 내측 지지 부재를 구비하고, 상기 구동부는, 상기 성형 형이 토션 빔 소재를 성형할 때의 스트로크에 의해 작동하는 캠 기구에 의해 구성되어 있다.

이 토션 빔 제조 장치에 따르면, 금속 재료관을 프레스하여 토션 빔 소재를 성형한 후에, 토션 빔 소재를 성형할 때의 스트로크에 의해 캠 기구가 작동함으로써, 형상 변화부 지지 부재와 내측 지지 부재가 협동하여 형상 변화부를 보유 지지한 상태에서 토션 빔 소재를 구동부에 의해 긴 쪽 방향 외측으로 인장하므로, 접속부로부터 인장 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

(h) 상기 (d) 내지 (g) 중 어느 한 항에 기재된 토션 빔 제조 장치이며, 상기 토션 빔 소재를 긴 쪽 방향으로 인장할 때, 긴 쪽 방향의 형상 변화와 함께 변위하는 형상 변화 흡수 수단을 구비하고 있다.

이 토션 빔 제조 장치에 따르면, 토션 빔 소재를 긴 쪽 방향으로 인장할 때, 긴 쪽 방향의 형상 변화와 함께 변위하는 형상 변화 흡수 수단을 구비하고 있으므로, 토션 빔의 긴 쪽 방향 중앙측의 형상이 큰 경우라도, 용이하게 인장 처리할 수 있다.

또한, 인장 처리할 때 토션 빔 소재가 손상되는 것을 억제하여, 효율적으로 잔류 응력을 저감할 수 있다.

상기 각 형태에 관한 토션 빔 제조 방법 및 토션 빔 제조 장치에 따르면, 피로 특성이 우수한 토션 빔을 효율적으로 제조할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제1 실시 형태에 관한 토션 빔식 리어 서스펜션 장치의 개략 구성을 설명하는 사시도이다.
도 2는, 동 실시 형태에 관한 토션 빔 어셈블리의 개략 구성을 설명하는 도면이며, 하방에서 본 사시도이다.
도 3은, 동 실시 형태에 관한 토션 빔의 개략 구성을 설명하는 사시도이다.
도 4는, 동 실시 형태에 관한 토션 빔의 형상 변화부의 개략 구성을 설명하는 사시도이다.
도 5a는, 동 실시 형태에 관한 토션 빔의 개략 구성을 도시하는 도면이며, 도 4의 화살표 VA-VA 방향에서 본 경우의 폐단면도이다.
도 5b는, 동 실시 형태에 관한 토션 빔의 개략 구성을 도시하는 도면이며, 도 4의 화살표 VB-VB 방향에서 본 경우의 폐단면도이다.
도 5c는, 동 실시 형태에 관한 토션 빔의 개략 구성을 도시하는 도면이며, 도 4의 화살표 VC-VC 방향에서 본 경우의 폐단면도이다.
도 6은, 동 실시 형태에 관한 토션 빔의 제조 공정의 일례를 설명하는 흐름도이다.
도 7은, 동 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 장치의 개략 구성을 설명하는 정면도이다.
도 8은, 동 실시 형태에 관한 토션 빔의 제조 공정에 있어서의 각 인장 처리 공정을 도 8의 (A) 내지 도 8의 (E)의 흐름을 따라 설명하는 도면이며, 도 7의 A부에 상당하는 도면이다.
도 9는, 상기 실시 형태에 있어서의 인장 처리의 효과를 설명하기 위한, 도 5a에 대응하는 폐단면에 있어서의 응력 분포를 도시하는 도면이며, 도 9의 (A)가 인장 처리 전의 응력 분포를 도시하고, 도 9의 (B)가 인장 처리 후의 응력 분포를 도시한다.
도 10은, 상기 실시 형태에 있어서의 인장 처리의 효과를 설명하기 위한, 도 5b에 대응하는 폐단면에 있어서의 응력 분포를 도시하는 도면이며, 도 10의 (A)가 인장 처리 전의 응력 분포를 도시하고, 도 10의 (B)가 인장 처리 후의 응력 분포를 도시한다.
도 11은, 상기 실시 형태에 있어서의 인장 처리의 효과를 설명하기 위한, 도 5c에 대응하는 폐단면에 있어서의 응력 분포를 도시하는 도면이며, 도 11의 (A)가 인장 처리 전의 응력 분포를, 도 11의 (B)가 인장 처리 후의 응력 분포를 도시한다.
도 12는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 장치의 개략 구성을 설명하는 정면도이다.
도 13은, 동 실시 형태에 관한 토션 빔의 각 제조 공정을 도 13의 (A) 내지 도 13의 (D)의 흐름을 따라 설명하는 도면이며, 도 12의 B부에 상당하는 도면이다.
도 14는, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 토션 빔의 제조 공정을 설명하는 흐름도이다.
도 15는, 동 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 장치의 개략 구성을 설명하는 정면도이다.
도 16은, 동 실시 형태에 관한 토션 빔의 각 제조 공정을 도 16의 (A) 내지 도 16의 (E)의 흐름을 따라 설명하는 도면이며, 도 15의 C부에 상당하는 도면이다.
도 17은, 본 발명의 제4 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 장치의 개략 구성을 설명하는 정면도이다.
도 18은, 동 실시 형태에 관한 토션 빔의 각 제조 공정을 도 18의 (A) 내지 도 18의 (E)의 흐름을 따라 설명하는 도면이며, 도 17의 D부에 상당하는 도면이다.
도 19는, 본 발명의 제5 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 장치의 개략 구성을 설명하는 정면도이다.
도 20은, 동 실시 형태에 관한 토션 빔의 각 제조 공정을 도 20의 (A) 내지 도 20의 (E)의 흐름을 따라 설명하는 도면이며, 도 19의 E부에 상당하는 도면이다.
도 21은, 본 발명의 변형예를 상기 제2 실시 형태에 적용한 경우를 도시하는 도면이며, 도 12의 G부에 상당하는 부분을 도시한다. 도 21의 (A)가 관 단부에 단차부를 형성하여 파지하는 공정을 도시하고, 도 21의 (B)가 파지 후의 관 단부를 인장하는 공정을 도시하고 있다.

<제1 실시 형태>

이하, 도 1 내지 도 11의 (B)를 참조하여, 본 발명의 제1 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 1은, 본 실시 형태에 관한 토션 빔식 리어 서스펜션 장치(토션 빔식 서스펜션 장치)의 개략 구성을 도시하는 도면이며, 부호 1은 토션 빔식 리어 서스펜션 장치를 나타내고, 부호 2는 토션 빔 어셈블리를 나타내고, 부호 10은 토션 빔을 나타내고 있다. 또한, 도 1에 도시한 부호 F는, 이 토션 빔식 리어 서스펜션 장치(1)가 탑재되는 차량(도시하지 않음)의 전방을 나타내고, 부호 R은 후방을 나타내고 있다.

토션 빔식 리어 서스펜션 장치(1)는, 도 1에 도시하는 바와 같이, 토션 빔 어셈블리(2)와, 토션 빔 어셈블리(2) 및 차체(도시하지 않음)간을 연결하는 스프링(3) 및 업소버(4)를 구비하고 있다.

토션 빔 어셈블리(2)는, 좌우의 차륜(WL, WR)을 좌우 한 쌍의 트레일링 아암(5)에 의해 지지함과 함께, 상기 차체의 좌우로부터 조금 전방 중앙측을 향하여 신장되는 피봇축(JL, JR)을 통하여 상기 차체와 연결되어 있다. 그리고, 토션 빔 어셈블리(2)는, 상기 차체에 대하여 요동 가능하게 구성되어 있다.

토션 빔 어셈블리(2)는, 도 2에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 좌우 한 쌍의 트레일링 아암(아암)(5)과, 이들 트레일링 아암(5)간을 연결하는 토션 빔(10)과, 스프링(3)을 지지하는 좌우 한 쌍의 스프링 받침부(3A)를 구비하고 있다. 또한, 완충 장치인 업소버(4)의 일단측이, 도시하지 않은 완충 받침부에 접속되어 있다.

또한, 본 실시 형태에 있어서, 토션 빔(10)은, 도 1, 도 2에 도시하는 바와 같이, 상측으로 볼록하게 된 대략 V자 형상의 폐단면 형상을 갖고 있다.

트레일링 아암(5)은, 도 2에 도시하는 바와 같이, 예를 들어 트레일링 아암 본체(5A)와, 트레일링 아암 본체(5A)의 프론트측 단부에 접속되어 피봇축(J)을 통하여 상기 차체에 지지되는 피봇 설치 부재(5F)와, 트레일링 아암 본체(5A)의 리어측 단부에 연결되어 차륜(WL, WR)을 지지하는 차륜 설치 부재(5R)를 구비하고 있다.

스프링 받침부(3A)는, 토션 빔(10)을 사이에 끼워 피봇 설치 부재(5F)의 반대측에 배치되어 있고, 스프링(3)의 일단측이 설치된다. 노면으로부터 받은 하중은, 차륜(WL, WR), 트레일링 아암(5) 및 스프링(3)을 통하여 상기 차량으로 전달된다.

이하, 도 3 내지 도 5c를 참조하여, 본 실시 형태에 관한 토션 빔(10)에 대하여 설명한다.

도 3은, 본 실시 형태에 관한 토션 빔(10)의 개략 구성을 설명하는 사시도이다. 도 4는, 토션 빔(10)의 형상 변화부 근방의 개략을 설명하는 사시도이다. 도 5a, 도 5b, 도 5c는, 토션 빔(10)을 도시하는 단면도이며, 도 5a가 도 4에 있어서의 화살표 VA-VA 방향에서 본 단면도를 도시하고, 도 5b가 도 4에 있어서의 화살표 VB-VB 방향에서 본 단면도를 도시하고, 도 5c가 도 4에 있어서의 화살표 VC-VC 방향에서 본 단면도를 도시하고 있다.

토션 빔(10)은, 도 3, 도 4에 도시하는 바와 같이, 긴 쪽 방향의 중앙측에 형성되고 대략 V자 형상의 일정 형상의 폐단면을 갖는 일정 형상 폐단면부(11)와, 형상 변화부(12)와, 설치 폐단면부(13)와, 설치 폐단면부(13)의 외측 단부에 형성되어 대략 타원형의 폐단면 형상을 갖고, 트레일링 아암(5)이 설치되는 설치부(14)를 구비하고 있다.

일정 형상 폐단면부(11)는, 토션 빔(10)을 그 긴 쪽 방향에 수직인 단면에서 본 경우에, 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 대략 일정 폐단면 형상이 상기 긴 쪽 방향을 따라 연속해서 형성되어 있는 부분이다. 또한, 일정 형상 폐단면부(11)에 있어서, 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 오목부측을 구성하는 벽부의 골부(저부)에, 부분적인 요철이 형성되어 있어도 된다.

형상 변화부(12)는, 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 오목부측을 구성하는 벽부의 골부(저부)의 깊이가, 긴 쪽 방향 외측(차량 폭 방향 외측)을 향하여 점차 얕아지는 부분이다. 또한, 형상 변화부(12)의 도중에, 골부(저부)가 한층 더 얕아지는 개소가 부분적으로 형성되어 있어도 된다.

설치 폐단면부(13)는, 형상 변화부(12)의 긴 쪽 방향 외측(차량 폭 방향 외측)에 배치되고, 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상을 이루는 오목부가 형성되어 있지 않은 부분을 말한다.

일정 형상 폐단면부(11), 형상 변화부(12), 설치 폐단면부(13), 설치부(14)는, 토션 빔(10)의 긴 쪽 방향 중앙으로부터 양단을 향하여 이 순서대로 배치되어 있다. 그리고, 일정 형상 폐단면부(11)와 형상 변화부(12)는, 도 4에 도시하는 접속부(12A)에 의해 접속되어 있다.

일정 형상 폐단면부(11)는, 도 3, 도 4에 도시하는 바와 같이, 토션 빔(10)의 긴 쪽 방향의 중앙에 위치하고 있고, 그 긴 쪽 방향 양단에 있어서 각 형상 변화부(12)와 접속되어 있다.

일정 형상 폐단면부(11)는, 토션 빔(10)의 긴 쪽 방향과 직교하는 단면이 대략 V자 형상의 일정 형상으로 형성됨과 함께, 이 실시 형태에서는, 예를 들어 차체 전후 방향에서 대칭으로 되는 형상을 갖고 있다.

일정 형상 폐단면부(11)의 단면은, 예를 들어 도 5a에 도시하는 대략 V자 형상의 폐단면에 있어서, 오목부측 내면을 이루는 제1 벽부(S110A)와, 볼록부측 외면을 이루는 제2 벽부(S120A)와, 이들 제1 벽부(S110A) 및 제2 벽부(S120A) 각각의 양단간을 접속함과 함께 상기 폐단면에 있어서 외측으로 팽출되는 2개의 되접힘 벽부(S130A)를 구비하고 있다. 제1 벽부(S110A)의 주위 방향 중앙부는, 일정 형상 폐단면부(11)에 있어서 대략 V자 형상의 오목부측의 골부(저부)(S111A)로 되어 있다.

그리고, 제1 벽부(S110A)와 제2 벽부(S120A)는, 밀착부(S150A)를 통하여 서로 접해 있다.

각 되접힘 벽부(S130A)는, 도 5a에 있어서 화살표로 나타내는 범위이며, 각각이 제1 벽부측 되접힘점(a)과 제2 벽부측 되접힘점(b)의 사이에 형성되어 있다.

제1 벽부측 되접힘점(a)은, 제1 벽부(S110A)의 단부 에지와 되접어 꺾임 벽부(S130A)의 단부 에지의 접속점이다. 또한, 제2 벽부측 되접힘점(b)은, 제2 벽부(S120A)의 단부 에지와 되접어 꺾임 벽부(S130A)의 단부 에지의 접속점이다.

도 4에 도시하는 접속부(12A)(접속 영역)는, 일정 형상 폐단면부(11)와 형상 변화부(12)의 사이를 접속하고, 일정 형상 폐단면부(11)와 형상 변화부(12)의 경계를 포함하는 부분이다. 즉, 접속부(12A)는, 도 4에 도시하는 바와 같이, 일정 형상 폐단면부(11) 및 형상 변화부(12)간의 경계인 단면(S12A)으로부터, 형상 변화부(12)의 긴 쪽 방향 도중 위치(예를 들어, 형상 변화부(12)에 있어서 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 오목부측을 구성하는 벽부의 골부(저부)가 점차 얕아지고, 긴 쪽 방향에 대하여 경사지는 형태로 이행하는 단면(S12C)의 위치)에 걸친 부분이다. 또한, 접속부(12A)의 범위는, 인장 잔류 응력의 분포 등에 기초하여 임의로 설정할 수 있다.

접속부(12A)에 포함되는 단면(S12B)은, 예를 들어 도 5b에 도시하는 바와 같이, 대략 V자 형상의 폐단면에 있어서 오목부측 내면을 이루는 제1 벽부(S110B)와, 폐단면에 있어서 볼록부측 외면을 이루는 제2 벽부(S120B)와, 이들 제1 벽부(S110B) 및 제2 벽부(S120B)의 양단간을 접속함과 함께 상기 폐단면에 있어서 외측으로 팽출되는 2개의 되접힘 벽부(S130B)를 구비하고 있다. 또한, 제1 벽부(S110B)의 주위 방향 중앙부는, 접속부(12A)에 있어서 대략 V자 형상의 오목부측의 골부(저부)(S111B)로 되어 있다.

그리고, 제1 벽부(S110B) 및 제2 벽부(S120B)간에는, 중공부(150B)가 형성되어 있다.

각 되접힘 벽부(S130B)는, 도 5b에 있어서 화살표로 나타내는 범위이며, 각각이 제1 벽부측 되접힘점(a1)과 제2 벽부측 되접힘점(b1)의 사이에 형성되어 있다.

제1 벽부측 되접힘점(a1)은, 제1 벽부(S110B)의 단부 에지와 되접어 꺾임 벽부(S130B)의 단부 에지의 접속점이다. 또한, 제2 벽부측 되접힘점(b1)은, 제2 벽부(S120B)의 단부 에지와 되접어 꺾임 벽부(S130B)의 단부 에지의 접속점이다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 형상 변화부(12)는, 토션 빔(10)의 긴 쪽 방향 중앙 부근이 일정 형상 폐단면부(11)에 접속되고, 긴 쪽 방향 외측이 설치 폐단면부(13)에 접속되어 있다.

또한, 형상 변화부(12)는, 토션 빔(10)의 긴 쪽 방향과 직교하는 폐단면의 형상이, 일정 형상 폐단면부(11)로부터 설치 폐단면부(13)를 향하여 점차 이행하도록 되어 있다.

형상 변화부(12)는, 예를 들어 도 5c에 도시하는 바와 같이, 대략 V자 형상의 폐단면에 있어서 오목부측 내면을 이루는 제1 벽부(S110C)와, 상기 폐단면에 있어서 볼록부측 외면을 이루는 제2 벽부(S120C)와, 제1 벽부(S110C) 및 제2 벽부(S120C) 각각의 양단간을 접속함과 함께 상기 폐단면에 있어서 외측으로 팽출되는 2개의 되접힘 벽부(S130C)를 구비하고 있다. 또한, 제1 벽부(S110C)의 주위 방향 중앙부는, 대략 V자 형상의 오목부측의 골부(저부)(S111C)로 되어 있다.

그리고, 제1 벽부(S110C) 및 제2 벽부(S120C)간에는, 중공부(150C)가 형성되어 있다.

되접힘 벽부(S130C)는, 도 5c에 있어서 화살표로 나타내는 범위이며, 각각이 제1 벽부측 되접힘점(a2)과 제2 벽부측 되접힘점(b2)의 사이에 형성되어 있다.

제1 벽부측 되접힘점(a2)은, 제1 벽부(S110C)의 단부 에지와 되접어 꺾임 벽부(S130C)의 단부 에지의 접속점이다. 또한, 제2 벽부측 되접힘점(b2)은, 제2 벽부(S120C)의 단부 에지와 되접어 꺾임 벽부(S130C)의 단부 에지의 접속점이다.

도 4에 도시하는 바와 같이, 설치 폐단면부(13)는, 예를 들어 형상 변화부(12)의 긴 쪽 방향 외측(차량 폭 방향 외측)에 위치하고 있고, 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 오목부를 갖지 않는 대략 타원형의 폐단면을 갖고 있다.

이어서, 도 6을 참조하여, 제1 실시 형태에 관한 토션 빔(10)의 제조 공정의 일례에 대하여 설명한다. 도 6은, 토션 빔(10)의 제조 공정의 일례를 도시하는 흐름도이다.

이하, 도 6을 참조하여, 토션 빔(10)의 제조 공정에 대하여 설명한다.

(1) 금속 재료관을 준비한다(스텝 S101).

준비하는 금속 재료관으로서는, 예를 들어 두께가 균일한 원형 강관을 사용하는 것이 가능하다.

(2) 이어서, 프레스 가공 공정에 있어서, 금속 재료관을 프레스 가공한다(스텝 S102).

금속 재료관을 프레스 가공함으로써 토션 빔 소재를 성형한다. 프레스 가공은, 주지의 프레스 가공기를 사용하는 것이 가능하다.

(3) 스텝 S102에 있어서의 프레스 가공에 의해, 토션 빔 소재가 형성된다(스텝 S103). 토션 빔 소재는, 일정 형상 폐단면부와, 형상 변화부와, 설치 폐단면부를 갖고, 일정 형상 폐단면부와 형상 변화부를 접속하는 접속부(접속 영역)가 형성되어 있다.

(4) 이어서, 인장 처리 공정에 있어서, 토션 빔 소재를 인장 처리한다(스텝 S104). 이 인장 처리에서는, 토션 빔 소재에, 그 축 방향에서 1％ 이상의 변형을 부여함으로써, 확실하게, 판 두께 방향의 표리면에 있어서의 잔류 응력을 해제하는 것이 가능하게 된다. 또한, 인장력은, 토션 빔 소재의 긴 쪽 방향에서, 특히 잔류 응력을 저감시키고 싶은 부위에만 가해도 되지만, 본 실시 형태와 같이 전체 길이에 걸쳐 가하는 편이, 잔류 응력을 전체적으로 빠짐없이 저감할 수 있다는 점에서 보다 바람직하다.

(5) 스텝 S104에 있어서 토션 빔 소재를 인장 처리함으로써, 토션 빔(10)이 성형된다(스텝 S105).

이어서, 도 7을 참조하여, 제1 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 장치의 개략 구성에 대하여 설명한다. 도 7은, 제1 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 장치(100)의 개략 구성을 설명하는 정면도이다.

토션 빔 제조 장치(100)는, 토션 빔 소재(W10)를 적재하는 토션 빔 소재 지지대(110)와, 토션 빔 소재(W10)를 그 긴 쪽 방향으로 인장하는 2개의 인장 처리 유닛(120)과, 제어부(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

토션 빔 소재 지지대(110)는, 상부에 토션 빔 소재(W10)의 외형에 대응하는 오목부(110U)가 형성되어 있고, 이 오목부(110U) 상에 적재된 토션 빔 소재(W10)를 안정되게 지지한다.

또한, 이하의 토션 빔 소재(W10)에 관한 설명에서는, 토션 빔(10)과 구별하기 위해, 토션 빔(10)의 일정 형상 폐단면부(11), 형상 변화부(12), 설치 폐단면부(13), 설치부(14)의 각 부위에 대응하는 부위를, 각각, 일정 형상 폐단면부(11W), 형상 변화부(12W), 설치 폐단면부(13W), 설치부(14W)로 부호를 바꾸어 설명한다.

인장 처리 유닛(120)은, 도 7에 도시하는 바와 같이, 토션 빔 소재(W10)의 설치 폐단면부(13W)를 보유 지지하는 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)와, 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)를 화살표(T120)를 따라 토션 빔 소재(W10)의 긴 쪽 방향으로 진퇴시키는 유압 실린더(구동부)(125)와, 상기 제어부를 구비하고 있다. 인장 처리 유닛(120)의 동작은, 상기 제어부에 의해 제어된다.

설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)는, 오목부(121U)의 저부로부터 토션 빔 소재(W10)의 긴 쪽 방향을 따라 설치 폐단면부(13W)의 내부 형상에 대응하는 형상의 볼록부가 형성된 설치 폐단면부 보유 지지 부재 본체(121A)와, 서로 대향 배치된 복수조의 클램프 부재(121B) 및 클램프 부재(121C)를 구비하고 있다.

클램프 부재(121B)는, 액추에이터 등의 구동부(도시하지 않음)에 접속되어 있고, 설치 폐단면부 보유 지지 부재 본체(121A)의 벽부로부터 내측을 향하여 진퇴 가능하다.

클램프 부재(121C)는, 액추에이터 등의 구동부(도시하지 않음)에 접속되어 있고, 설치 폐단면부 보유 지지 부재 본체(121A)의 상기 볼록부로부터 외측을 향하여 진퇴 가능하다.

클램프 부재(121B)와 클램프 부재(121C)는, 토션 빔 소재(W10)의 설치 폐단면부(13W)의 설치부(14W) 근방을, 그 외측 및 내측으로부터 협동하여 사이에 끼워 보유 지지한다.

유압 실린더(구동부)(125)는, 상기 제어부로부터의 지시를 받은 경우에, 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)를, 화살표(T120)를 따라 토션 빔 소재(W10)의 긴 쪽 방향으로 진퇴시킨다.

즉, 상기 제어부에 의해, 한 쌍의 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)가 토션 빔 소재(W10)의 양단에 있는 설치 폐단면부(13W)를 각각 보유 지지한 상태에서 긴 쪽 방향으로 인장한다. 또한, 본 실시 형태에서는, 토션 빔 소재(W10)의 양단을 인장하는 형태로 하였지만, 이 형태에만 한하지 않고, 한 쌍의 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)가 토션 빔 소재(W10)의 양단에 있는 설치 폐단면부(13W)를 각각 보유 지지한 후, 한 쌍의 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121) 중 한쪽의 위치를 고정하고, 다른 쪽을 상기 한쪽에 대하여 상대적으로 이격시킴으로써, 토션 빔 소재(W10)에 인장을 가하는 형태도 채용 가능하다. 이 점은, 다른 실시 형태도 마찬가지이다.

이어서, 도 8의 (A) 내지 도 8의 (E)를 참조하여, 토션 빔 제조 장치(100)를 사용한 인장 처리 공정의 개략을 설명한다. 도 8의 (A) 내지 도 8의 (E)는, 토션 빔의 제조 공정에 있어서의 각 인장 처리 공정을 도 8의 (A) 내지 도 8의 (E)의 흐름을 따라 설명하는 도면이며, 도 7의 A부에 상당하는 도면이다. 또한, 하기의 인장 처리 공정은, 상기 제어부에 의해 모두 자동적으로 행해지도록 해도 된다.

(1) 우선, 도 8의 (A)에 도시하는 바와 같이, 토션 빔 소재(W10)를 상기 토션 빔 소재 지지대(110) 상에 배치하여 지지하고, 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)를 화살표(T120F) 방향으로 전진시킨다.

(2) 이어서, 도 8의 (B)에 도시하는 바와 같이, 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)가 토션 빔 소재(W10)의 설치 폐단면부(13W)의 설치부(14W)의 근방에 위치하면, 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)를 정지시킨다.

그리고, 클램프 부재(121B) 및 클램프 부재(121C)를 화살표로 나타내는 바와 같이 돌출시켜, 설치 폐단면부(13W)를 보유 지지한다.

(3) 이어서, 도 8의 (C)에 도시하는 바와 같이, 클램프 부재(121B) 및 클램프 부재(121C)에 의해 설치 폐단면부(13W)를 보유 지지하면, 유압 실린더(도시하지 않음)를 작동시켜 토션 빔 소재(W10)를 그 긴 쪽 방향을 따라 화살표(T120P) 방향으로 인장한다. 이 인장 처리에서는, 토션 빔 소재(W10)에, 그 축 방향에서 1％ 이상의 변형을 부여함으로써, 확실하게, 판 두께 방향의 표리면에 있어서의 잔류 응력을 해제시키는 것이 가능하게 된다.

(4) 토션 빔 소재(W10)의 인장이 종료되면, 토션 빔(10)이 완성된다. 그 후, 도 8의 (D)에 도시하는 바와 같이, 클램프 부재(121B) 및 클램프 부재(121C)를 화살표로 나타내는 바와 같이 후퇴시킨다. 이에 의해, 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)에 의한 설치 폐단면부(13W)의 보유 지지가 해제된다.

(5) 클램프 부재(121B) 및 클램프 부재(121C)가 소정의 위치까지 후퇴하면, 도 8의 (E)에 도시하는 바와 같이, 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)를 화살표(T120R) 방향으로 후퇴시켜, 인장 처리가 완료된다.

이하, 도 9의 (A) 내지 도 11의 (B)를 참조하여, 제1 실시 형태에 관한 인장 처리의 효과를 설명한다.

도 9의 (A) 내지 도 11의 (B)는, 제1 실시 형태에 관한 인장 처리의 효과를 설명하는 도면이다. 도 9의 (A) 및 도 9의 (B)가 도 5a와 동일한 위치에서의 폐단면에 있어서의 응력 분포를 도시하고, 도 10의 (A) 및 도 10의 (B)가 도 5b와 동일한 위치에서의 폐단면에 있어서의 응력 분포를 도시하고, 도 11의 (A) 및 도 11의 (B)가 도 5c와 동일한 위치에서의 폐단면에 있어서의 응력 분포를 도시한다. 도 9의 (A) 내지 도 11의 (B)에 있어서, 흑색 부분은 인장 잔류 응력이 높은 부분을 나타내고, 망점 부분은 인장 잔류 응력이 중간 정도인 부분을 나타내고, 무색 부분은 인장 잔류 응력이 거의 존재하지 않는 부분을 나타내고 있다.

우선, 도 9의 (A), 도 9의 (B)를 참조하여, 일정 형상 폐단면부(11)에 있어서의 인장 처리의 효과를 설명한다. 도 9의 (A)는 인장 처리 전의 응력 분포를, 도 9의 (B)는 인장 처리 후의 응력 분포를 도시하고 있다.

일정 형상 폐단면부(11)에 있어서의 잔류 응력은, 토션 빔 소재(W10)를 성형한 시점에서의 상태에서는, 도 9의 (A)의 단면에 도시하는 바와 같이, 높은 인장 응력이 밀착부(S150A)의 거의 전체 둘레에 걸쳐 판 두께 방향으로 넓게 분포하고 있다.

또한, 인장 잔류 응력이 거의 존재하지 않는 부분인, 볼록부측 외면을 이루는 제2 벽부(S120A)측에서는, 판 두께 방향의 외측으로부터 내측을 향하여 인장 잔류 응력이 1/3 정도의 영역에 존재하고 있다. 한편, 오목부측 내면을 이루는 제1 벽부(S110A)측에는 인장 잔류 응력이 거의 존재하고 있지 않다.

이에 비해, 인장 처리를 행한 후에는, 도 9의 (B)의 단면에 도시하는 바와 같이, 높은 인장 잔류 응력은, 밀착부(S150A)의 제1 벽부(S110A)측, 제2 벽부(S120A)측 모두 매우 분포가 축소되어 있고, 인장 잔류 응력이 거의 존재하지 않게 되어 있다. 따라서, 피로 특성을 향상시킬 수 있다.

이어서, 도 10의 (A), 도 10의 (B)를 참조하여, 접속부(12A)에 있어서의 인장 처리의 효과를 설명한다. 도 10의 (A)는 인장 처리 전의 응력 분포를, 도 10의 (B)는 인장 처리 후의 응력 분포를 도시하고 있다.

접속부(12A)에 있어서의 잔류 응력은, 토션 빔 소재(W10)를 성형한 시점에서의 상태에서는, 도 10의 (A)의 단면(S12B)에 도시하는 바와 같이, 폐단면 내측(S150B)의 절첩 벽부(S130B) 근방에서부터 폭 방향 중앙측의 도중 위치까지 높은 인장 잔류 응력이 분포되어 있다.

또한, 인장 잔류 응력이 거의 존재하지 않는 부분이, 볼록부측 외면을 이루는 제2 벽부(S120B)측의 폭 방향 거의 중앙 위치의 외측에 존재하고 있는데, 오목부측 내면을 이루는 제1 벽부(S110B)측에는 거의 존재하고 있지 않다.

이에 비해, 인장 처리를 한 후에는, 도 10의 (B)의 단면(S12B)에 도시하는 바와 같이, 거의 전 범위에 걸쳐, 인장 잔류 응력이 거의 존재하지 않게 되어 있다.

도 10의 (A) 및 도 10의 (B)에 도시하는 단면에 대해서도, 상술한 도 9의 (A) 및 도 9의 (B)에 도시하는 단면에서의 피로 특성 향상과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 토션 빔 소재(W10)를 그 긴 쪽 방향으로 인장함으로써, 도 10의 (B)에 도시하는 바와 같이, 잔류 응력을 저감시킬 수 있기 때문에, 피로 특성을 향상시킬 수 있다.

이어서, 도 11의 (A), 도 11의 (B)를 참조하여, 형상 변화부(12)에 있어서의 인장 처리의 효과를 설명한다. 도 11의 (A)는 인장 처리 전의 응력 분포를 도시하고, 도 11의 (B)는 인장 처리 후의 응력 분포를 도시하고 있다.

형상 변화부(12)에 있어서의 잔류 응력은, 토션 빔 소재(W10)를 성형한 상태에서는, 도 11의 (A)의 단면에 도시하는 바와 같이, 폐단면 내측(S150C)의 볼록부측 외면을 이루는 제2 벽부(S120C)측에서는 판 두께 방향의 내측에 약간 분포하고, 오목부측 내면을 이루는 제1 벽부(S110C)측에서는, 되접힘 벽부(S130C) 근방에서부터 폭 방향 중앙측의 도중까지 높은 인장 잔류 응력이 판 두께 방향의 전 범위에 걸쳐 분포하고 있다.

또한, 인장 잔류 응력이 거의 존재하지 않는 부분은, 제1 벽부(S110C)측, 제2 벽부(S120C)측 모두 매우 작다.

이에 비해, 인장 처리를 한 후에는, 도 11의 (B)에 도시하는 단면과 같이, 인장 잔류 응력이 거의 존재하지 않는 부분이 대폭 확대되어, 높은 인장 잔류 응력의 부분은 존재하지 않게 된다.

도 11의 (A) 및 도 11의 (B)에 도시하는 단면에 대해서도, 상술한 도 9의 (A) 및 도 9의 (B)에 도시하는 단면에서의 피로 특성 향상과 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 즉, 본 실시 형태에서는, 토션 빔 소재(W10)를 그 긴 쪽 방향으로 인장함으로써, 도 11의 (B)에 도시하는 바와 같이, 잔류 응력을 저감시킬 수 있기 때문에, 피로 특성을 향상시킬 수 있다.

제1 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 방법 및 토션 빔 제조 장치(100)에 따르면, 피로 특성이 우수한 토션 빔(10)을 효율적으로 제조할 수 있다.

또한, 제1 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 방법 및 토션 빔 제조 장치(100)에 따르면, 토션 빔 소재(W10)의 설치 폐단면부(13W)를 보유 지지하여, 접속부(12A)를 긴 쪽 방향으로 인장하므로, 토션 빔 소재(W10)의 전체 길이에 걸쳐 인장된다. 그 결과, 토션 빔 소재(W10)의 일정 형상 폐단면부(11W), 형상 변화부(12W)의 전체 범위에서 빠짐없이 인장 잔류 응력을 제거할 수 있다.

<제2 실시 형태>

이어서, 도 12 및 도 13의 (A) 내지 도 13의 (D)를 참조하여, 본 발명의 제2 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 12는, 본 발명의 제2 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 장치의 개략 구성을 설명하는 정면도이고, 도 13의 (A) 내지 도 13의 (D)는, 제2 실시 형태에 관한 토션 빔의 제조 공정의 개략을 설명하는 도면이다. 도 12에 있어서, 부호 100A는 토션 빔 제조 장치를 나타내고 있다.

제2 실시 형태가 제1 실시 형태와 상이한 것은, 토션 빔 소재(W10)를 인장 처리할 때의 토션 빔 소재(W10)의 보유 지지 방법이 상이하다는 점이다.

이하, 도 12를 참조하여, 제2 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 장치(100A)의 개략 구성에 대하여 설명한다.

토션 빔 제조 장치(100A)는, 도 12에 도시하는 바와 같이, 토션 빔 소재(W10)를 적재하는 토션 빔 소재 지지대(110)와, 토션 빔 소재(W10)를 긴 쪽 방향으로 인장하는 한 쌍의 인장 처리 유닛(120A)과, 제어부(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

인장 처리 유닛(120A)은, 도 12에 도시하는 바와 같이, 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)를 외측으로부터 보유 지지하는 형상 변화부 외측 보유 지지 부재(1210)와, 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)를 내측으로부터 지지하는 형상 변화부 지지 펀치(내측 지지 부재)(122)와, 형상 변화부 지지 펀치(122)를 토션 빔 소재(W10)의 긴 쪽 방향을 따라 화살표(T120) 방향으로 진퇴시키는 유압 실린더(125)를 구비하고 있다.

형상 변화부 외측 보유 지지 부재(1210)는, 토션 빔 소재(W10)의 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)의 상측 외형에 대응하여 형성된 상측 외형 보유 지지부(1211)와, 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)의 하측 외부 형상에 대응하여 형성된 하측 외형 보유 지지부(1212)와, 이들 상측 외형 보유 지지부(1211) 및 하측 외형 보유 지지부(1212)를 화살표(T121Y) 방향(인장 방향) 및 화살표(T121Z)(보유 지지 방향) 방향으로 진퇴시키는 액추에이터 등의 구동부(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

상측 외형 보유 지지부(1211)는, 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)의 상측 외형과 상보적으로 형성된 상측 외형 보유 지지 형상부를 구비하고, 구동부(도시하지 않음)에 접속되어 있다.

하측 외형 보유 지지부(1212)는, 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)의 하측 외형과 상보적으로 형성된 하측 외형 보유 지지 형상부를 구비하고, 구동부(도시하지 않음)에 접속되어 있다.

형상 변화부 지지 펀치(122)는, 예를 들어 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)의 내측 형상에 대응하여 형성되어 있고, 형상 변화부(12W)의 내측에 삽입 가능함과 함께 형상 변화부(12W)를 그 내측으로부터 지지한다.

구체적으로는, 형상 변화부 지지 펀치(122)는, 형상 변화부(12W)의 내측 형상과 상보적으로 형성된 형상 변화부 내측 보유 지지 형상을 갖고 있다.

인장 처리 유닛(120A)은, 제어부(도시하지 않음)에 의해 제어된다.

구체적으로는, 유압 실린더(125)는, 상기 제어부로부터의 지시를 받아, 형상 변화부 지지 펀치(122)를 화살표(T120) 방향으로 진퇴시킨다.

이하, 도 13의 (A) 내지 도 13의 (D)를 참조하여, 토션 빔 제조 장치(100A)에 의한 토션 빔 제조 공정의 개략의 일례에 대하여 설명한다. 도 13의 (A) 내지 도 13의 (D)는, 제2 실시 형태에 관한 토션 빔의 제조 공정의 개략을 설명하는 도면이다.

(1) 우선, 도 12 및 도 13의 (A)에 도시하는 바와 같이, 토션 빔 소재(W10)를 토션 빔 소재 지지대(110) 상에 배치하여 지지하고, 형상 변화부 외측 보유 지지 부재(1210)를 소정 위치에 배치시킨다.

(2) 이어서, 도 13의 (B)에 도시하는 바와 같이, 형상 변화부 지지 펀치(122)를 화살표(T120F) 방향으로 전진시켜 형상 변화부(12W)의 내측까지 삽입하고, 형상 변화부 지지 펀치(122)가 형상 변화부(12W)를 내측으로부터 지지하면 정지시킨다.

(3) 이어서, 도 13의 (C)에 도시하는 바와 같이, 구동부(도시하지 않음)에 의해, 상측 외형 보유 지지부(1211) 및 하측 외형 보유 지지부(1212)를 화살표(T121Z) 방향으로 전진시켜, 이들 상측 외형 보유 지지부(1211) 및 하측 외형 보유 지지부(1212)에 의해 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)를 상하 방향으로부터 보유 지지한다.

(4) 이어서, 도 13의 (D)에 도시하는 바와 같이, 형상 변화부 지지 펀치(122)에 의해 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)를 내측으로부터 지지함과 함께, 상측 외형 보유 지지부(1211) 및 하측 외형 보유 지지부(1212)에 의해 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)를 보유 지지한 상태에서 화살표(T121P) 방향으로 인장하여, 토션 빔(10)을 형성한다. 이때, 형상 변화부 지지 펀치(122)는, 상측 외형 보유 지지부(1211) 및 하측 외형 보유 지지부(1212)와 동기 또는 추종하여 화살표(T120R) 방향으로 이동한다. 이 인장 처리에서는, 토션 빔 소재(W10)에, 그 축 방향에서 1％ 이상의 변형을 부여함으로써, 확실하게, 판 두께 방향의 표리면에 있어서의 인장 잔류 응력을 해제하는 것이 가능하게 된다.

제2 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 방법, 토션 빔 제조 장치(100A)에 따르면, 접속부(12A)의 잔류 응력을 저감하여, 피로 특성이 우수한 토션 빔(10)을 효율적으로 제조할 수 있다.

또한, 토션 빔 제조 장치(100A)에 따르면, 형상 변화부 지지 펀치(122)를 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)의 내측에 삽입함으로써, 형상 변화부 지지 펀치(122)에 의해 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)를 그 내측으로부터 지지한다. 그리고, 상측 외형 보유 지지부(1211) 및 하측 외형 보유 지지부(1212)에 의해 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)를 보유 지지한 상태에서, 토션 빔 소재(W10)를 그 긴 쪽 방향으로 인장하므로, 형상 변화부(12W)가 찌부러지도록 변형되는 것을 억제하여 안정된 인장 처리를 행할 수 있다.

<제3 실시 형태>

이어서, 도 14 내지 도 16의 (E)를 참조하여, 본 발명의 제3 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 14는, 본 발명의 제3 실시 형태에 관한 토션 빔의 제조 공정을 설명하는 흐름도이다. 또한, 도 15는, 본 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 장치의 개략 구성을 설명하는 정면도이고, 도 16의 (A) 내지 도 16의 (E)는, 본 실시 형태에 관한 토션 빔의 제조 공정의 개략을 설명하는 도면이다. 도 15에 있어서, 부호 100B는 토션 빔 제조 장치를 나타내고 있다.

상기 제1 실시 형태에서는, 미리 프레스 가공 공정을 행하여 토션 빔 소재(W10)를 성형해 두고, 그 후에, 토션 빔 제조 장치(100)에 의해 토션 빔 소재(W10)를 인장 처리하여 토션 빔(10)을 제조하였다. 이에 비해, 본 실시 형태에서는, 프레스 가공과 인장 처리의 양쪽을 토션 빔 제조 장치(100A)에 의해 실시한다. 또한, 본 실시 형태의 그 밖의 점에 대해서는, 상기 제1 실시 형태와 마찬가지이다.

이하, 도 14를 참조하여, 본 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 공정에 대하여 설명한다.

(1) 금속 재료관을 준비한다(스텝 S201).

(2) 이어서, 프레스 가공ㆍ인장 처리 공정에 있어서, 금속 재료관을 프레스 가공 및 인장 처리를 한다(스텝 S202).

프레스 가공ㆍ인장 처리 공정에서는, 금속 재료관을 프레스 가공함으로써 토션 빔 소재(W10)를 성형하고, 그 후, 그 설치 상태 그대로, 계속해서 토션 빔 소재(W10)를 인장 처리한다. 이 인장 처리에서는, 토션 빔 소재(W10)에, 그 축 방향에서 1％ 이상의 변형을 부여함으로써, 확실하게, 판 두께 방향의 표리면에 있어서의 인장 잔류 응력을 해제시키는 것이 가능하게 된다.

(3) 스텝 S202에 있어서 프레스 가공ㆍ인장 처리함으로써, 토션 빔(10)이 성형된다(스텝 S203).

이어서, 도 15를 참조하여, 본 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 장치(100B)의 개략 구성에 대하여 설명한다.

토션 빔 제조 장치(100B)는, 도 15에 도시하는 바와 같이, 프레스 성형 고정형(110A)과, 한 쌍의 인장 처리 유닛(120)과, 프레스 성형 가동형 구동 장치(130A)와, 제어부(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

토션 빔 제조 장치(100B)에 있어서, 프레스 성형 고정형(110A)과 프레스 성형 가동형 구동 장치(130A)는 프레스 가공기를 구성하고, 한 쌍의 인장 처리 유닛(120)은 인장 처리 가공기를 구성하고 있다.

인장 처리 유닛(120)의 구성 및 동작에 대해서는, 제1 실시 형태와 마찬가지이므로, 동일한 부호를 부여하여 중복 설명을 생략한다.

프레스 성형 고정형(성형 형)(110A)은, 금속 재료관을 프레스 가공하여 토션 빔 소재(W10)를 얻을 때 사용되는 오목부(110AU)가 형성되어 있다. 즉, 프레스 성형 고정형(110A)에는, 토션 빔 소재(W10)의 하면에 대응한 형상의 오목부(110AU)가, 상방을 향하여 형성되어 있다.

또한, 프레스 성형 고정형(110A)은, 한 쌍의 인장 처리 유닛(120)에 의해 토션 빔 소재(W10)를 인장 처리할 때, 이 토션 빔 소재(W10)를 지지하는 토션 빔 소재 지지대이기도 하다.

프레스 성형 가동형 구동 장치(130A)는, 프레스 성형 가동형(성형 형)(131)과, 프레스 성형 가동형(131)을 화살표(T130) 방향으로 진퇴(승강)시키는 유압 실린더(구동부)(135)를 구비하고 있다.

프레스 성형 가동형(131)은, 토션 빔 소재(W10)를 성형하기 위한 형상부가 형성되어 있고, 프레스 성형 고정형(110A)과 협동하여 토션 빔 소재(W10)를 성형한다. 프레스 성형 가동형(131)의 하면에는, 토션 빔 소재(W10)의 상면에 대응한 형상이, 하방을 향하여 형성되어 있다.

상기 제어부(도시하지 않음)는, 각 인장 처리 유닛(120) 및 프레스 성형 가동형 구동 장치(130A)에, 프레스 가공 및 인장 처리에 관한 동작을 지시한다.

이하, 도 16의 (A) 내지 도 16의 (E)를 참조하여, 토션 빔 제조 장치(100B)에 의한 토션 빔 제조 공정의 개략에 대하여 설명한다. 도 16의 (A) 내지 도 16의 (E)는, 본 실시 형태에 관한 토션 빔의 제조 공정을 도 16의 (A) 내지 도 16의 (E)의 흐름을 따라 설명하는 도면이며, 도 15의 C부에 상당하는 도면이다.

(1) 우선, 도 16의 (A)에 도시하는 바와 같이, 금속 재료관(W0)을 프레스 성형 고정형(110A) 상에 적재하고, 프레스 성형 가동형(131)을 화살표(T130F) 방향(하방)으로 이동시킨다.

(2) 이어서, 도 16의 (B)에 도시하는 바와 같이, 토션 빔 소재(W10)가 성형되면, 프레스 성형 가동형(131)을 화살표(T130R) 방향(상방)으로 이동시킨다. 그리고, 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)를 화살표(T120F) 방향으로 전진시킨다.

(3) 이어서, 도 16의 (C)에 도시하는 바와 같이, 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)가 토션 빔 소재(W10)의 설치 폐단면부(13W)의 설치부(14W) 근방에 위치하면, 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)의 전진을 정지시킨다.

그리고, 클램프 부재(121B) 및 클램프 부재(121C)를, 서로 접근하도록 화살표 방향으로 돌출시킨다.

(4) 이어서, 도 16의 (D)에 도시하는 바와 같이, 클램프 부재(121B) 및 클램프 부재(121C)에 의해 설치 폐단면부(13W)를 사이에 둠으로써, 토션 빔 소재(W10)의 설치부(14W) 근방을 보유 지지한다.

(5) 이어서, 도 16의 (E)에 도시하는 바와 같이, 클램프 부재(121B) 및 클램프 부재(121C)에 의해 설치 폐단면부(13W)를 보유 지지한 상태 그대로, 유압 실린더(도 15에 도시하는 유압 실린더(125))를 작동시켜 토션 빔 소재(W10)를 그 긴 쪽 방향을 따라 화살표(T120P) 방향으로 인장 처리하여 토션 빔(10)을 형성한다. 이 인장 처리에서는, 토션 빔 소재(W10)에, 그 축 방향에서 1％ 이상의 변형을 부여함으로써, 확실하게, 판 두께 방향의 표리면에 있어서의 인장 잔류 응력을 해제시키는 것이 가능하게 된다.

토션 빔(10)을 형성한 후에는 제1 실시 형태에 있어서 도 8의 (D), 도 8의 (E)를 사용하여 설명한 동작과 마찬가지이므로, 여기서는 중복 설명을 생략한다.

본 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 방법, 토션 빔 제조 장치(100B)에 따르면, 피로 특성이 우수한 토션 빔(10)을 효율적으로 제조할 수 있다.

또한, 본 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 장치(100B)에 따르면, 금속 재료관(W0)을 프레스하여 토션 빔 소재(W10)를 성형한 후에, 이 토션 빔 소재(W10)를 다른 장치에 옮겨 바꾸지 않고, 계속해서 토션 빔 소재(W10)를 인장하여 토션 빔(10)을 제조하므로, 생산성을 향상시킬 수 있다.

<제4 실시 형태>

이어서, 도 17 내지 도 18의 (E)를 참조하여, 본 발명의 제4 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 17은, 본 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 장치(100C)의 개략 구성을 설명하는 정면도이다. 도 18의 (A) 내지 도 18의 (E)는, 본 실시 형태에 관한 토션 빔의 제조 공정의 개략을 도 18의 (A) 내지 도 18의 (E)의 흐름을 따라 설명하는 도면이며, 도 17의 D부에 상당하는 도면이다.

이하, 도 17을 참조하여, 본 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 장치(100C)의 개략 구성에 대하여 설명한다.

토션 빔 제조 장치(100C)는, 프레스 성형 고정형(성형 형)(110B)과, 한 쌍의 인장 처리 유닛(120B)과, 프레스 성형 가동형 구동 장치(130B)와, 제어부(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

토션 빔 제조 장치(100C)에 있어서, 프레스 성형 고정형(110B)과 프레스 성형 가동형 구동 장치(130B)는 프레스 가공기를 구성하고, 한 쌍의 인장 처리 유닛(120B)은 인장 처리 가공기를 구성하고 있다.

프레스 성형 고정형(성형 형)(110B)은, 금속 재료관(W0)을 프레스 가공하여 토션 빔 소재(W10)를 얻을 때 사용되는 오목부(110BU)가 형성되어 있다. 즉, 프레스 성형 고정형(110B)에는, 토션 빔 소재(W10)의 하면에 대응한 형상의 오목부(110BU)가, 상방을 향하여 형성되어 있다.

또한, 프레스 성형 고정형(110B)은, 한 쌍의 인장 처리 유닛(120B)에 의해 토션 빔 소재(W10)를 인장 처리할 때, 이 토션 빔 소재(W10)를 지지하는 토션 빔 소재 지지대이기도 하다.

프레스 성형 고정형(110B)은, 토션 빔 소재(W10)의 일정 형상 폐단면부(11W)에 대응한 형상을 갖는 제1 지지부(111B)와, 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)에 대응한 형상을 갖는 한 쌍의 제2 지지부(112B)와, 제1 지지부(111B) 내에 배치되고, 제1 지지부(111B)에 대하여 제2 지지부(112B)를 화살표(T112) 방향으로 진퇴시키는 유압 실린더 등의 액추에이터(형상 변화 흡수 수단)(113B)를 구비하고 있다. 액추에이터(113B)는, 각 제2 지지부(112B)의 각각에 하나씩 설치되어 있다.

프레스 성형 가동형 구동 장치(130B)는, 프레스 성형 가동형(성형 형)(132)과, 프레스 성형 가동형(132)을 화살표(T130) 방향으로 진퇴(승강)시키는 유압 실린더(구동부)(135)를 구비하고 있다.

프레스 성형 가동형(132)의 하면에는, 토션 빔 소재(W10)의 상부 형상에 대응한 형상이 형성되어 있고, 프레스 성형 고정형(110B)과 협동하여 금속 재료관(W0)을 프레스 가공하여 토션 빔 소재(W10)를 얻는다.

각 인장 처리 유닛(120B)은, 각각 도 17에 도시하는 바와 같이, 형상 변화부 지지 펀치(내측 지지 부재)(122)와, 형상 변화부 지지 펀치(122)를 토션 빔 소재(W10)의 긴 쪽 방향을 따른 화살표(T120) 방향으로 진퇴시키는 유압 실린더(125)를 구비하고 있다.

각 형상 변화부 지지 펀치(122)는, 각각, 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)의 내부 형상에 대응하는 형상으로 형성되어 있고, 형상 변화부(12W)의 내측에 삽입되어 형상 변화부(12W)를 그 내측으로부터 지지한다.

구체적으로는, 각 형상 변화부 지지 펀치(122)는, 형상 변화부(12W)의 내부 형상과 상보적으로 형성된 형상 변화부 내측 보유 지지 형상부를 각각 구비하고 있다.

각 유압 실린더(125)는, 각각 상기 제어부(도시하지 않음)로부터의 지시에 따라, 형상 변화부 지지 펀치(122)를 화살표(T120) 방향으로 진퇴시킨다.

프레스 성형 가동형(132)은, 도 17에 도시하는 바와 같이, 제1 성형부(132A)와, 제1 성형부(132A)의 긴 쪽 방향 양측에 각각 배치된 2개의 제2 성형 형(형상 변화부 지지 부재)(132B)과, 이들 제2 성형부(132B)를 화살표(T132) 방향으로 진퇴시키는 한 쌍의 유압 실린더(형상 변화부 지지 부재 구동부)(132C)를 구비하고 있다.

프레스 성형 가동형(132)의 하면에는, 토션 빔 소재(W10)의 상부 형상에 대응한 형상이 형성되어 있고, 프레스 성형 고정형(110B)과 협동하여 토션 빔 소재(W10)를 프레스 성형한다.

상기 제어부(도시하지 않음)는, 프레스 성형 고정형(110B)의 각 액추에이터(113B), 각 인장 처리 유닛(120B), 및 프레스 성형 가동형 구동 장치(130B)에 대하여, 프레스 가공 및 인장 처리에 관한 동작을 지시한다.

각 액추에이터(113B)는, 토션 빔 소재(W10)의 성형 과정에 수반하는 긴 쪽 방향의 형상 변화(신장)에 대응하여 변위한다. 구체적으로는, 각 유압 실린더(형상 변화부 지지 부재 구동부)(132C)의 움직임과 동기 또는 추종하여 작동한다.

상기 제어부는, 프레스 성형 고정형(110B)의 각 액추에이터(113B)와, 프레스 성형 가동형(132)에 배치된 각 유압 실린더(형상 변화부 지지 부재 구동부)(132C)를 동기하여 진퇴시킨다.

각 유압 실린더(125)는, 각 액추에이터(113B) 및 각 유압 실린더(132C)와 동기 또는 추종하여 작동한다.

이하, 도 18의 (A) 내지 도 18의 (E)를 참조하여, 토션 빔 제조 장치(100C)에 의한 토션 빔 제조 공정의 개략에 대하여 설명한다. 도 18의 (A) 내지 도 18의 (E)는, 본 실시 형태에 관한 토션 빔의 각 제조 공정을 도 18의 (A) 내지 도 18의 (E)의 흐름을 따라 설명하는 도면이며, 도 17의 D부에 상당하는 도면이다.

(1) 우선, 도 18의 (A)에 도시하는 바와 같이, 금속 재료관(W0)을 프레스 성형 고정형(110B) 상에 적재하고, 프레스 성형 가동형(132)을 화살표(T130F) 방향으로 이동시킨다.

이때, 제1 지지부(111B)와 제2 지지부(112B)가 일체로 되고, 토션 빔 소재(W10)의 하부 형상과 대응하는 형상의 오목부(110BU)를 형성하도록, 각 액추에이터(113B)는 후퇴하고 있다.

(2) 그리고, 도 18의 (B)에 도시하는 바와 같이, 프레스 성형 고정형(110B) 및 프레스 성형 가동형(132)간에 금속 재료관(W0)을 끼워 넣음으로써 토션 빔 소재(W10)가 프레스 성형된다.

(3) 이어서, 도 18의 (C)에 도시하는 바와 같이, 형상 변화부 지지 펀치(122)를 화살표(T120F) 방향으로 전진시켜 형상 변화부(12W)의 내부에 이르기까지 삽입한다. 그 결과, 형상 변화부 지지 펀치(122)가 토션 빔 소재(W10)의 형상 변화부(12W)에 맞닿고, 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)를 그것들의 내측으로부터 지지한다.

(4) 그리고, 도 18의 (D)에 도시하는 바와 같이, 실린더(132C) 및 액추에이터(113B)를 협동시켜, 제2 성형부(132B)를 화살표(T132P) 방향으로 전진시키고, 형상 변화부 지지 펀치(122)와 제2 성형부(132B)에 의해 형상 변화부(12W)를 지지한 상태에서 토션 빔 소재(W10)를 긴 쪽 방향으로 인장한다. 또한, 제2 지지부(112B)가 제2 성형부(132B)와 동기하여 화살표(T112P) 방향으로 전진하여 토션 빔(10)을 형성한다. 이때, 형상 변화부 지지 펀치(122)는, 제2 성형부(132B) 및 제2 지지부(112B)와 동기하여 화살표(T120R) 방향으로 후퇴한다.

이 인장 처리에서는, 토션 빔 소재(W10)에, 그 축 방향에서 1％ 이상의 변형을 부여함으로써, 확실하게, 판 두께 방향의 표리면에 있어서의 인장 잔류 응력을 해제시키는 것이 가능하게 된다.

(5) 토션 빔(10)을 형성하면, 도 18의 (E)에 도시하는 바와 같이, 실린더(132C)에 의해 제2 성형부(132B)를 화살표(T132R) 방향으로 후퇴시킴과 함께 액추에이터(113B)에 의해 제2 지지부(112B)를 화살표(T112R) 방향으로 후퇴시킨다. 또한, 형상 변화부 지지 펀치(122)가 화살표(T120R) 방향으로 후퇴한다. 또한, 프레스 성형 가동형(132)이 화살표(T130R) 방향으로 이동(상승)한다.

본 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 방법, 토션 빔 제조 장치(100C)에 따르면, 피로 특성이 우수한 토션 빔(10)을 효율적으로 제조할 수 있다.

또한, 토션 빔 제조 장치(100C)에 따르면, 형상 변화부 지지 펀치(122)와 제2 성형부(132B)가 협동하여 형상 변화부(12W)를 보유 지지한 상태에서 토션 빔 소재(W10)를 그 긴 쪽 방향으로 인장하므로, 접속부(12A)의 인장 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

또한, 토션 빔 제조 장치(100C)에 따르면, 토션 빔 소재(W10)를 긴 쪽 방향으로 인장할 때, 토션 빔 소재(W10)의 인장 가공에 수반하는 긴 쪽 방향으로의 형상 변화와 함께 변위하는 액추에이터(113B)를 구비하고 있으므로, 토션 빔(W10)의 긴 쪽 방향 중앙측의 외형상이 그 양옆보다 큰 경우라도, 용이하게 인장 처리할 수 있다.

또한, 토션 빔 제조 장치(100C)에 따르면, 액추에이터(113B)를 구비하고 있으므로, 인장 처리할 때 토션 빔 소재(W10)가 손상되는 것을 억제하여, 효율적으로 잔류 응력을 저감할 수 있다.

또한, 토션 빔 제조 장치(100C)에 따르면, 금속 재료관(W0)을 프레스 가공하여 토션 빔 소재(W10)를 성형한 후에, 다른 장치에 옮겨 바꾸지 않고 계속해서 토션 빔 소재(W10)를 인장하여 토션 빔(10)을 제조할 수 있으므로, 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 토션 빔 제조 장치(100C)에 따르면, 유압 실린더(형상 변화부 지지 부재 구동부)(132C)에 의해 제2 성형부(132B)를 화살표(T132) 방향으로 진퇴시키므로, 제2 성형부(132B)의 이동 속도나 이동 타이밍을 용이하면서도 또한 효율적으로 제어할 수 있다.

<제5 실시 형태>

이어서, 도 19 내지 도 20의 (E)를 참조하여, 본 발명의 제5 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 19는, 본 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 장치(100D)의 개략 구성을 설명하는 정면도이다. 도 20의 (A) 내지 도 20의 (E)는, 본 실시 형태에 관한 토션 빔의 제조 공정을 도 20의 (A) 내지 도 20의 (E)의 흐름을 따라 설명하는 도면이며, 도 19의 E부에 상당하는 도면이다.

이하, 도 19를 참조하여, 본 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 장치(100D)의 개략 구성에 대하여 설명한다.

토션 빔 제조 장치(100D)는, 프레스 성형 고정형(성형 형)(110A)과, 한 쌍의 인장 처리 유닛(120B)과, 프레스 성형 가동형 구동 장치(130C)와, 제어부(도시하지 않음)를 구비하고 있다.

토션 빔 제조 장치(100D)에 있어서, 프레스 성형 고정형(110A)과 프레스 성형 가동형 구동 장치(130C)는 프레스 가공기를 구성하고, 한 쌍의 인장 처리 유닛(120B)은 인장 처리 가공기를 구성하고 있다.

또한, 프레스 성형 고정형(110A)의 구성 및 동작에 대해서는 제3 실시 형태와 마찬가지이며, 또한 인장 처리 유닛(120B)의 구성 및 동작에 대해서는 제4 실시 형태와 마찬가지이므로, 동일한 부호를 부여하여 중복 설명을 생략한다.

프레스 성형 가동형 구동 장치(130C)는, 프레스 성형 가동형(성형 형)(133)과, 프레스 성형 가동형(133)을 화살표(T130) 방향으로 진퇴(승강)시키는 유압 실린더(구동부)(135)를 구비하고 있다.

프레스 성형 가동형(133)은, 도 19에 도시하는 바와 같이, 제1 성형부(133A)와, 제1 성형부(133A)의 긴 쪽 방향 양측에 각각 배치된 2개의 제2 성형 형(형상 변화부 지지 부재)(133B)과, 캠면(캠 기구)(133C)과, 제2 성형부(133B)가 제1 성형부(133A)에 대하여 수평 방향으로 이동하는 것을 가이드하는 가이드 부재(133D)와, 프레스 성형 가동형 베이스 부재(134)와, 캠 팔로워 지지 부재(133E)와, 캠 팔로워(캠 기구)(133F)와, 스프링(133S)과, 제2 성형부(133B)를 제1 성형부(133A)측으로 이동시키는 복원 수단(도시하지 않음)을 구비하고 있다.

또한, 프레스 성형 가동형(133)의 하면에는, 토션 빔 소재(W10)의 상부 형상에 대응한 형상이 형성되어 있고, 프레스 성형 고정형(110A)과 협동하여 토션 빔 소재(W10)를 프레스 성형한다.

캠면(133C)은, 제2 성형부(133B)의 내측면에 형성되고, 캠 팔로워(133F)와 이격되는 측이 제1 성형부(133A)를 향하여 접근하도록 경사진 경사면이다. 그리고, 이 캠 팔로워(133F) 및 그 대향면간에 형성되는 간극이, 프레스 성형 가동형(133)의 프레스 방향을 향하여 끝이 가늘게 되어 있다.

캠 팔로워 지지 부재(133E)는, 프레스 성형 가동형 베이스 부재(134)의 하면보다 캠면(133C)측을 향하여 연장되도록 형성되어 있다.

캠 팔로워(133F)는, 예를 들어 롤러에 의해 구성되고, 캠 팔로워 지지 부재(133E)의 선단측에 회전 가능하게 설치되어 있다.

캠면(133C) 및 캠 팔로워(133F)는, 제2 성형부(133B)를 토션 빔 소재(W10)의 긴 쪽 방향으로 이동시키는 캠 기구를 구성하고 있다.

스프링(133S)은, 가이드 부재(133D)와 프레스 성형 가동형 베이스 부재(134)의 사이에 복수 설치되어 있다. 제1 성형부(133A) 및 제2 성형부(133B)에 의해 토션 빔 소재(W10)가 형성된 후에, 프레스 성형 가동형 베이스 부재(134)를 더 하강시킴으로써, 프레스 성형 가동형 베이스 부재(134)와 가이드 부재(133D)의 사이의 거리가 변화하여, 캠면(133C)에 대한 캠 팔로워(133F)의 위치를 변위 가능하다.

제어부(도시하지 않음)는, 인장 처리 유닛(120B) 및 프레스 성형 가동형 구동 장치(130C)에, 프레스 가공 및 인장 처리에 관한 동작을 지시한다.

이하, 도 20의 (A) 내지 도 20의 (E)를 참조하여, 토션 빔 제조 장치(100D)에 의한 토션 빔 제조 공정의 개략에 대하여 설명한다. 도 20의 (A) 내지 도 20의 (E)는, 제5 실시 형태에 관한 토션 빔의 각 제조 공정을 도 20의 (A) 내지 도 20의 (E)의 흐름을 따라 설명하는 도면이며, 도 19의 E부에 상당하는 도면이다.

(1) 우선, 도 20의 (A)에 도시하는 바와 같이, 금속 재료관(W0)을 프레스 성형 고정형(110A) 상에 배치하고, 프레스 성형 가동형(133)을 화살표(T130F) 방향으로 이동시킨다.

(2) 도 20의 (B)에 도시하는 바와 같이, 프레스 성형 고정형(110A) 및 프레스 성형 가동형(133)을 사용한 프레스 성형에 의해, 토션 빔 소재(W10)가 성형된다.

(3) 이어서, 도 20의 (C)에 도시하는 바와 같이, 형상 변화부 지지 펀치(122)를 화살표(T120F) 방향으로 전진시킨다.

(4) 이어서, 도 20의 (D)에 도시하는 바와 같이, 형상 변화부 지지 펀치(122)가 토션 빔 소재(W10)의 형상 변화부(12W)의 내측에 맞닿으면, 프레스 성형 가동형 베이스 부재(134)를 더 화살표(T133F) 방향으로 하강시킨다.

프레스 성형 가동형 베이스 부재(134)를 더 화살표(T133F) 방향으로 하강시키면, 캠 팔로워(133F)가 캠면(133C)과 맞닿고, 캠 팔로워(133F)가 캠면(133C)을 따라 이동함으로써 제2 성형부(133B)를 화살표(T132F) 방향으로 전진시킨다. 그 결과, 형상 변화부 지지 펀치(122)와 제2 성형부(133B)에 의해 형상 변화부(12W)를 지지한 상태에서 토션 빔 소재(W10)를 그 긴 쪽 방향으로 인장하여 토션 빔(10)을 형성한다. 이 인장 처리에서는, 토션 빔 소재(W10)에, 그 축 방향에서 1％ 이상의 변형을 부여함으로써, 확실하게, 판 두께 방향의 표리면에 있어서의 인장 잔류 응력을 해제시키는 것이 가능하게 된다.

(5) 토션 빔(10)을 형성하면, 도 20의 (E)에 도시하는 바와 같이, 프레스 성형 가동형 베이스 부재(134)를 화살표(T130R) 방향으로 상승시켜, 프레스 성형 가동형 베이스 부재(134)를 제1 성형부(133A), 제2 성형부(133B)로부터 이격시킨다. 이에 의해, 캠 팔로워(133F)가 캠면(133C)의 상방측으로 이동함으로써 제2 성형 형 복원 수단(도시하지 않음)에 의해 제2 성형 형이 화살표(T132R) 방향으로 후퇴한다.

또한, 형상 변화부 지지 펀치(122)를 화살표(T120R) 방향으로 후퇴시킨다.

제5 실시 형태에 관한 토션 빔 제조 방법, 토션 빔 제조 장치(100D)에 따르면, 피로 특성이 우수한 토션 빔(10)을 효율적으로 제조할 수 있다.

또한, 토션 빔 제조 장치(100D)에 따르면, 프레스 성형 가동형(133)을 화살표(T130F) 방향으로 이동시키는 스트로크에 의해 캠 기구가 작동한다. 그리고, 형상 변화부 지지 펀치(122)와 제2 성형부(133B)에 의해 형상 변화부(12W)를 보유 지지한 상태에서 토션 빔 소재(W10)를 긴 쪽 방향 외측으로 인장하므로, 접속부(12A)로부터 효율적으로 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

또한, 토션 빔 제조 장치(100D)에 따르면, 금속 재료관(W0)을 프레스하여 토션 빔 소재(W10)를 성형한 후에, 다른 장치에 옮겨 바꾸지 않고 계속해서 토션 빔 소재(W10)를 인장할 수 있으므로, 토션 빔(10)을 제조할 때의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 토션 빔 제조 장치(100D)에 따르면, 캠 기구에 의해 제2 성형부(133B)를 화살표(T133) 방향으로 전진시키므로, 간단한 구조에 의해 제2 성형부(133B)를 작동시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 각 실시 형태에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서, 다양한 변경을 하는 것이 가능하다.

예를 들어, 제1 실시 형태에 있어서는, 토션 빔 제조 장치(100)가 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)에 의해 설치 폐단면부(13W)의 설치부(14) 근방을 보유 지지하여 토션 빔 소재(W10)를 긴 쪽 방향으로 인장하는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 이 형태에만 한정되는 것은 아니고, 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)의 구성, 토션 빔 소재(W10)를 보유 지지하는 위치에 대해서는, 접속부(12A)를 인장 가능한 범위에서 임의로 설정할 수 있다.

또한, 상기 각 실시 형태에 있어서는, 프레스 성형 가동형(성형 형)(131, 132, 133)이 유압 실린더(135)에 의해 진퇴하는 경우에 대하여 설명하였지만, 예를 들어 크랭크 기구나 유압 실린더 이외의 액추에이터에 의해 진퇴하는 구성(도시하지 않음)을 채용해도 된다.

또한, 상기 제1, 제3 실시 형태에 있어서는, 토션 빔 제조 장치(100, 100B)가 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)에 의해 설치 폐단면부(13W)를 보유 지지하여 유압 실린더(구동부)(125)에 의해 토션 빔 소재(W10)를 긴 쪽 방향으로 인장하는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 이 형태에만 한하지 않고, 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)의 구성, 설치 폐단면부 보유 지지 부재(121)에 의해 보유 지지하는 위치, 구동부의 구성에 대해서는, 접속부(12A)를 인장 가능하다면 임의로 설정할 수 있다.

또한, 상기 제2, 제4 실시 형태에 있어서는, 토션 빔 제조 장치(100A, 100C)가 제2 성형부(132B, 133B)와 형상 변화부 지지 펀치(내측 지지 부재)(122)에 의해 형상 변화부(12W)를 보유 지지하여, 토션 빔 소재(W10)를 긴 쪽 방향으로 인장하는 경우에 대하여 설명하였다. 또한, 토션 빔 제조 장치(100B)가, 형상 변화부 외측 보유 지지 부재(1210)와 형상 변화부 지지 펀치(내측 지지 부재)(122)에 의해 형상 변화부(12W)를 보유 지지하여, 토션 빔 소재(W10)를 긴 쪽 방향으로 인장하는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 이들 형태에만 한하지 않고, 형상 변화부(12W)를 보유 지지하기 위한 보유 지지 부재의 구성, 토션 빔 소재(W10)를 보유 지지하는 위치, 구동부의 구성에 대해서는, 접속부(12A)를 인장 가능하다면 임의로 설정할 수 있다.

또한, 상기 제2 실시 형태에 있어서는, 형상 변화부 외측 보유 지지 부재(1210)가, 상측 외형 보유 지지부(1211)와 하측 외형 보유 지지부(1212)를 구비하고 있는 경우에 대하여 설명하였지만, 예를 들어 토션 빔 소재(W10)의 긴 쪽 방향을 따라 보았을 때 3개 이상으로 분할되어 있어도 된다.

또한, 상기 제2 실시 형태에 있어서는, 형상 변화부 외측 보유 지지 부재(1210)가 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)를 보유 지지하는 경우에 대하여 설명하였지만, 접속부(12A)를 인장 가능하다면 형상 변화부(12W)만을 보유 지지해도 된다.

또한, 상기 제2 실시 형태에 있어서는, 상측 외형 보유 지지부(1211), 하측 외형 보유 지지부(1212)가, 각각 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)의 양쪽과 상보적으로 형성된 외형 보유 지지 형상을 구비하는 경우에 대하여 설명하였다. 그러나, 이 형태에만 한하지 않고, 접속부(12A)를 인장 가능한 범위에서, 형상 변화부(12W) 및 설치 폐단면부(13W)의 외형 형상의 일부하고만 상보적으로 형성해도 되며, 외형 보유 지지 형상부에 대해서는 임의로 설정할 수 있다.

또한, 상기 제4 실시 형태에 있어서는, 토션 빔 제조 장치(100C)가 액추에이터(형상 변화 흡수 수단)(113B)를 구비하고 있는 경우에 대하여 설명하였지만, 액추에이터(113B)를 구비할지 여부는 임의로 설정할 수 있다. 또한, 다른 실시 형태의 토션 빔 제조 장치에, 액추에이터(113B)를 구비해도 된다.

또한, 형상 변화부 지지 펀치(내측 지지 부재)(122), 액추에이터(113B), 유압 실린더(형상 변화부 지지 부재 구동부)(132C)의 상호의 작동을 동기시킬지 추종시킬지는, 임의로 설정할 수 있다.

또한, 상기 각 실시 형태에 있어서는, 일정 형상 폐단면부(11)를 구성하는 제1 벽부(S110A)와 제2 벽부(S120)의 폐단면에 있어서의 내측이 밀착되어 형성되어 있는 경우에 대하여 설명하였지만, 제1 벽부(S110A)와 제2 벽부(S120)의 내측을 밀착시킬지 여부는 임의로 설정할 수 있다.

또한, 상기 각 실시 형태에 있어서는, 토션 빔(10)이, 차체에 탑재된 경우에 하측으로 볼록하게 된 대략 V자 형상인 경우에 대하여 설명하였지만, 대략 U자 형상으로 형성된 토션 빔에 적용해도 되고, 차체에 대하여 상측으로 돌출되는 구성이어도 된다.

또한, 상기 각 실시 형태에 있어서는, 토션 빔 소재(W10)를 형성할 때 사용하는 금속 재료관(W0)이, 균일하고 두께가 두꺼운 환 강관인 경우에 대하여 설명하였다. 이 금속 재료관(W0)으로서는, 예를 들어 피로 완화 후육 형상 대응부가 형성된 강판(금속 재료판)을 프레스 성형이나 롤 포밍하여 형성한 용접관을 소성 가공하여 형성한 금속관이나, 압출 성형, 인발 성형에 의해 형성한 금속관을 사용해도 된다.

또한, 상기 각 실시 형태에 있어서는, 토션 빔(10)의 제조에 사용하는 금속 재료관이 강관인 경우에 대하여 설명하였지만, 강관 이외의 금속관이어도 된다.

또한, 상기 각 실시 형태에 있어서는, 도 4에 도시한 바와 같이, 설치 폐단면부(13)의 형상이 긴 쪽 방향으로 스트레이트인 경우에 대하여 설명하였지만, 단차를 갖는 형상으로 해도 된다. 즉, 설치 폐단면부(13)에 대하여, 우선 단차를 형성하고, 계속해서 이 단차에 형상 변화부 외측 보유 지지 부재(1210)를 걸게 한 상태에서 인장력을 가하는 변형예를 채용해도 된다.

이 변형예를 상기 제2 실시 형태에 대하여 적용한 경우에 대하여 설명하면, 우선 도 21의 (A)에 도시하는 바와 같이, 형상 변화부 지지 펀치(122A)(내측 지지 부재)를 토션 빔 소재(W10)의 단부 내에 압입해 간다. 형상 변화부 지지 펀치(122A)는, 상대적으로 외경 치수가 작은 선단부(122A1)와, 상대적으로 외경 치수가 큰 기단부(122A2)와, 이들 선단부(122A1) 및 기단부(122A2)간에 형성된 단차부(122A3)를 갖고 있다. 선단부(122A1)의 외경 치수는 설치 폐단면부(13) 내에 삽입 관통 가능한 치수인 한편, 기단부(122A2)의 외경 치수는 설치 폐단면부(13)의 내경 치수보다 조금 크게 되어 있다.

형상 변화부 지지 펀치(122A)가 이러한 단차를 갖는 형상이기 때문에, 상술한 바와 같이 설치 폐단면부(13)에 대하여 압입하였을 때, 설치 폐단면부(13)의 관 단부인 설치부(14)가, 단차부(122A3) 및 기단부(122A2)에 의해 확경된다. 그 결과, 도 21의 (A)에 도시하는 바와 같이, 설치 폐단면부(13) 중 설치부(14) 부분의 외경 치수가 다른 부분보다 커져, 걸림부(st)가 형성된다.

계속해서, 상측 외형 보유 지지부(1211)와 하측 외형 보유 지지부(1212)에 의해 설치 폐단면부(13)를 상하로부터 끼워 넣는다. 그때, 상측 외형 보유 지지부(1211) 및 하측 외형 보유 지지부(1212)가 걸림부(st)를 찌부러뜨리지 않도록 미리 위치 결정되어 있다.

계속해서, 도 21의 (B)에 도시하는 바와 같이, 상측 외형 보유 지지부(1211) 및 하측 외형 보유 지지부(1212)와 형상 변화부 지지 펀치(122A)를, 일정 형상 폐단면부(11)로부터 이격되는 방향으로 동기하여 이동시킨다. 그러면, 상측 외형 보유 지지부(1211) 및 하측 외형 보유 지지부(1212) 각각의 측단부면(1211a, 1212a)이 걸림부(st)에 걸리기 때문에, 이들 상측 외형 보유 지지부(1211) 및 하측 외형 보유 지지부(1212)에 의한 인장력을 확실하게 토션 빔 소재(W10)의 적어도 접속부(12A)에 부여하는 것이 가능하게 된다.

더 말하자면, 상기 제2 실시 형태에서는, 토션 빔 소재(W10)를 인장할 때, 상측 외형 보유 지지부(1211) 및 하측 외형 보유 지지부(1212)에 대하여 미끄러지지 않도록, 파지력을 강하게 설정하였다. 그리고, 이 파지력을 받아도 과도하게 변형되지 않도록, 형상 변화부 지지 펀치(122)를 코어로서 병용하였다. 이에 비해, 본 변형예에서는, 마찰이 아니라 주로 걸림에 의해 설치 폐단면부(13)를 인장하기 때문에, 상측 외형 보유 지지부(1211) 및 하측 외형 보유 지지부(1212)에 의한 파지력을 비교적 약하게 해도 확실하게 인장력이 가해진다. 따라서, 형상 변화부 지지 펀치(122)를 코어로서 병용할 필요가 없기 때문에, 도 21의 (B)와 같이 인장력을 가할 때 형상 변화부 지지 펀치(122)의 사용을 생략하는 것이 가능하다. 또한, 걸림부(st)의 형성은, 토션 빔 제조 장치 상에서 행해도 되고, 또는 토션 빔 제조 장치에 싣기 전에 미리 행해 두어도 된다.

또한, 이상 설명에서는, 본 변형예를 상기 제2 실시 형태에 적용한 경우에 대하여 설명하였지만, 그 밖의 실시 형태에 적용해도 되는 것은 물론이다.

이상 설명의 각 실시 형태에 기초하는 본 발명의 골자를, 이하에 종합한다.

(1) 본 발명의 일 양태에 관한 토션 빔 제조 방법은, 긴 쪽 방향에 직교하는 단면이 상기 긴 쪽 방향의 임의 위치에 있어서 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 폐단면인 일정 형상 폐단면부(11)와, 일정 형상 폐단면부(11)에 이어지며, 또한 상기 폐단면이 상이한 형상의 폐단면을 갖는 접속부(12A)(접속 영역)를 갖는 형상 변화부(12)를 구비한 토션 빔(10)을 제조하는 방법이다. 그리고, 예를 들어 도 8의 (A) 내지 도 8의 (E)에 도시하는 바와 같이, 일정 형상 폐단면부(11) 및 형상 변화부(12)가 형성된 토션 빔 소재(W10) 중 적어도 접속부(12A)에 대하여, 상기 긴 쪽 방향을 따른 인장력을 가하여 토션 빔(10)을 얻는 인장 공정을 갖는다.

이 양태에 관한 토션 빔 제조 방법에 따르면, 인장 공정에 있어서 적어도 접속부(12A)에 인장력을 가하기 때문에, 잔존하고 있는 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

그 결과, 피로 특성이 우수한 토션 빔(10)을 제조할 수 있다. 게다가, 열처리 등의 후처리를 필요로 하지 않기 때문에, 효율적으로 제조하는 것이 가능하다.

(2) 예를 들어 도 13의 (A) 내지 도 13의 (D)에 도시한 바와 같이, 상기 인장 공정에서, 접속부(12A)보다 상기 긴 쪽 방향을 따른 외측 부분의 내측을 형상 변화부 지지 펀치(122)(내측 지지 부재)로 지지하며, 또한 상기 외측 부분의 외측에 상측 외형 보유 지지부(1211)(외측 걸림 부재)를 걸게 한 상태에서, 형상 변화부 지지 펀치(122) 및 상측 외형 보유 지지부(1211)를 일정 형상 폐단면부(11)로부터 이격되는 방향으로 이동시킴으로써, 상기 인장력을 가해도 된다.

이 경우, 인장 공정에 있어서, 토션 빔 소재(W10)의 외측 부분의 내측을 형상 변화부 지지 펀치(122)로 지지한 후에, 이 외측 부분의 외측에 상측 외형 보유 지지부(1211)를 걸게 하여 인장력을 가하므로, 동일 외측 부분의 변형을 억제한 후에 용이하게 인장력을 부여할 수 있다.

(3) 예를 들어 도 13의 (A) 내지 도 13의 (D)에 도시한 바와 같이, 상기 인장 공정에서, 접속부(12A)의 외측을 하측 외형 보유 지지부(1212)(외측 지지 부재)로 지지하고, 형상 변화부 지지 펀치(122) 및 상측 외형 보유 지지부(1211)의 이동과 동일 방향으로 또한 동기하여, 하측 외형 보유 지지부(1212)를 이동시켜도 된다.

이 경우, 하측 외형 보유 지지부(1212)가, 형상 변화부 지지 펀치(122) 및 상측 외형 보유 지지부(1211)의 움직임과 동기하여 이동하기 때문에, 인장에 수반하는 토션 빔 소재(W10)의 연장을 저해하지 않는다. 따라서, 토션 빔 소재(W10)에 확실하게 인장력을 부여할 수 있기 때문에, 확실하게 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

(4) 예를 들어 도 8의 (A) 내지 도 8의 (E)에 도시한 바와 같이, 상기 인장 공정에서, 토션 빔 소재(W10)의 양단간을 상기 긴 쪽 방향을 따라 상대적으로 이격시킴으로써, 상기 인장력을 상기 토션 빔 소재(W10)의 전체 길이에 걸쳐 가해도 된다.

이 경우, 토션 빔 소재(W10)를 그 전체 길이에 걸쳐 긴 쪽 방향 외측으로 인장하기 때문에, 빠짐없이 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

(5) 상기 각 실시 형태에서 설명한 바와 같이, 상기 인장 공정에서, 토션 빔 소재(W10)의 적어도 접속부(12A)에 대하여 상기 긴 쪽 방향에서 1％ 이상의 변형을 부여해도 된다.

이 경우, 토션 빔 소재(W10)의 잔류 응력을 제거 또는 저감시키기에 충분한 인장력을 부여할 수 있다.

(6) 예를 들어 도 16의 (A) 내지 도 16의 (C)에 도시한 바와 같이, 상기 인장 공정 전에, 금속 재료관(W0)(소관)을 프레스하여 토션 빔 소재(W10)를 얻는 프레스 공정을 가져도 된다.

이 경우, 이 프레스 공정 후의 시점에서는, 토션 빔 소재(W10)에 잔류 응력이 남아 있지만, 계속되는 인장 공정에 의해, 이것을 제거할 수 있다.

(7) 예를 들어 도 15에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 양태에 관한 토션 빔 제조 장치(100B)는, 긴 쪽 방향에 직교하는 단면이 상기 긴 쪽 방향의 임의 위치에 있어서 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 폐단면인 일정 형상 폐단면부(11)와, 일정 형상 폐단면부(11)에 이어지며, 또한 상기 폐단면과 상이한 형상의 폐단면을 갖는 접속부(12A)(접속 영역)를 갖는 형상 변화부(12)를 구비한 토션 빔(10)을 제조하는 장치이다. 그리고, 일정 형상 폐단면부(11) 및 형상 변화부(12)가 형성된 토션 빔 소재(W10) 중, 토션 빔 소재(W10)의 긴 쪽 방향을 따라 본 경우에 접속부(12A)(접속 영역)보다 일방측에 있는 부분과, 접속부(12A)보다 타방측에 있는 부분을 보유 지지하는 한 쌍의 인장 처리 유닛(120)(보유 지지 기구)과; 각 인장 처리 유닛(120)간을 상대적으로 이격시키는 유압 실린더(125)(제1 구동 기구)를 구비한다.

이 형태에 관한 토션 빔 제조 장치(100B)에 따르면, 한 쌍의 인장 처리 유닛(120) 및 유압 실린더(125)에 의해, 토션 빔 소재(W10) 중 적어도 접속부(12A)(접속 영역)에 대하여 긴 쪽 방향의 인장력을 가함으로써, 토션 빔 소재(W10)에 잔존하고 있는 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

(8) 예를 들어 도 15에 도시한 토션 빔 제조 장치(100B)와 같이, 각 인장 처리 유닛(120)이, 토션 빔 소재(W10)의 양단을 보유 지지해도 된다.

이 경우, 한 쌍의 인장 처리 유닛(120)에 의해 토션 빔 소재(W10)의 양단을 보유 지지하여 인장하기 때문에, 토션 빔 소재(W10)의 전체 길이에 걸쳐 인장력을 부여할 수 있다. 따라서, 토션 빔 소재(W10)의 전체 길이에 걸쳐 빠짐없이 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

(9) 예를 들어 도 15에 도시한 토션 빔 제조 장치(100B)와 같이, 일정 형상 폐단면부(11) 및 형상 변화부(12)에 대응한 형상을 갖는 프레스 성형 가동형(131)(가동 금형)과; 토션 빔 소재(W10)에 일정 형상 폐단면부(11) 및 형상 변화부(12)를 부여하기 전의 금속 재료관(W0)(소관)에 대하여, 프레스 성형 가동형(131)을 압박하는 유압 실린더(135)(제2 구동 기구)를 더 구비해도 된다.

이 경우, 유압 실린더(135)에 의해 프레스 성형 가동형(131)을 금속 재료관(W0)에 압박함으로써, 일정 형상 폐단면부(11) 및 형상 변화부(12)를 갖는 토션 빔 소재(W10)를 얻을 수 있다.

(10) 예를 들어 도 17에 도시한 토션 빔 제조 장치(100C)와 같이, 인장 처리 유닛(120)(각 보유 지지 기구) 중 적어도 한쪽이, 형상 변화부(12)의 내측에 삽입되는 형상 변화부 지지 펀치(122)(내측 지지 부재)와; 형상 변화부(12)의 외측에 걸리는 제2 성형부(132B)(외측 걸림 부재)를 구비해도 된다.

이 경우, 토션 빔 소재(W10)의 형상 변화부(12)의 내측을 형상 변화부 지지 펀치(122)로 지지한 후에, 형상 변화부(12)의 외측에 제2 성형부(132B)를 걸게 하여 인장력을 가할 수 있으므로, 형상 변화부(12)의 변형을 억제한 후에 용이하게 인장력을 부여할 수 있다.

(11) 예를 들어 도 17에 도시한 토션 빔 제조 장치(100C)와 같이, 이하의 구성을 채용해도 된다: 프레스 성형 가동형(132)(가동 금형)이, 적어도 일정 형상 폐단면부(11)에 대응한 형상을 갖는 제1 성형부(132A)(가동 금형 본체부)와, 적어도 형상 변화부(12)에 대응한 형상을 가지며, 또한 제1 성형부(132A)에 대하여 이격 가능하게 설치된 제2 성형 형(132B)(가동 금형 단부)과, 제1 성형부(132A)로부터 제2 성형 형(132B)을 이격시키는 유압 실린더(132C)(제3 구동 기구)를 구비하고; 제2 성형 형(132B)이, 상기 외측 걸림 부재를 겸하고 있다.

이 경우, 프레스 성형 가동형(132)에 의해 프레스되는 금속 재료관(W0)(소관)에 대하여, 제1 성형부(132A)에 의해 적어도 일정 형상 폐단면부(11)에 대응한 형상을 부여함과 함께, 제2 성형 형(132B)에 의해 적어도 형상 변화부(12)에 대응한 형상을 부여한다. 이와 같이 하여 얻은 토션 빔 소재(W10)의 형상 변화부(12)의 내측에 형상 변화부 지지 펀치(122)를 삽입하고, 또한 형상 변화부(12)의 외측에 제2 성형 형(132B)을 걸게 한 상태에서, 토션 빔 소재(W10)에 인장력을 가한다. 이 구성에 따르면, 제2 성형 형(132B)이 상기 외측 걸림 부재를 겸하고 있으므로, 토션 빔 소재(W10)를 다른 장치에 옮겨 바꾸지 않고 그대로 계속해서 인장력을 가할 수 있다.

(12) 예를 들어 도 19에 도시한 토션 빔 제조 장치(100D)와 같이, 상기 제3 구동 기구가, 제1 성형부(132A)의 단부 및 제2 성형 형(132B)간의 간극에 삽입되는 캠 팔로워(133F)(캠)여도 된다.

이 경우, 우선, 제1 성형부(133A) 및 각 제2 성형부(133B)에 의해 금속 재료관(W0)을 프레스하여 토션 빔 소재(W10)로 가공한다. 계속해서, 캠 팔로워(133F)를 간극에 압입함으로써, 제1 성형부(133A)와 제2 성형부(133B)의 간극을 넓힌다. 그러면, 제1 성형부(133A)로부터 제2 성형부(133B)가 이격되는 방향으로 이동하기 때문에, 토션 빔 소재(W10)에 대하여 인장력을 부여하여, 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

(13) 예를 들어 도 17에 도시한 토션 빔 제조 장치(100C)와 같이, 이하의 구성을 채용해도 된다: 토션 빔 소재(W10)를 지지하는 프레스 성형 고정형(110B)(지지 금형)을 더 구비하고; 프레스 성형 고정형(110B)이, 토션 빔 소재(W10)를, 일정 형상 폐단면부(11)를 포함하는 부분에 있어서 지지하는 제1 지지부(111B)(지지 금형 본체부)와, 제1 지지부(111B)에 대하여 이격 가능하게 설치되며, 또한 적어도 형상 변화부(12)를 지지하는 제2 지지부(112B)(지지 금형 단부)를 구비한다.

이 경우, 토션 빔 소재(10)에 인장력을 가할 때에는, 제2 지지부(112B)가 제1 지지부(111B)에 대하여 이격 가능하기 때문에, 인장에 수반하는 토션 빔 소재(W10)의 연장을 저해하지 않는다. 따라서, 토션 빔 소재(W10)에 확실하게 인장력을 부여할 수 있기 때문에, 확실하게 잔류 응력을 저감 혹은 제거할 수 있다.

(14) 상기 각 실시 형태에 있어서, 이하의 구성을 채용해도 된다: 유압 실린더(125)를 제어하는 제어부를 더 구비하고; 상기 제어부가, 유압 실린더(125)를 동작시켜, 토션 빔 소재(W10)의 적어도 접속부(12A)에 대하여 상기 긴 쪽 방향에서 1％ 이상의 변형을 부여한다.

<산업상 이용가능성>

본 발명에 관한 토션 빔 제조 방법 및 토션 빔 제조 장치에 따르면, 피로 특성이 우수한 토션 빔을 효율적으로 제조할 수 있으므로, 산업상 이용 가능성은 크다.

10: 토션 빔
11: 일정 형상 폐단면부
12: 형상 변화부
12A: 접속부(접속 영역)
100, 100A, 100B, 100C, 100D: 토션 빔 제조 장치
110B: 프레스 성형 고정형(지지 금형)
111B: 제1 지지부(지지 금형 본체부)
112B: 제2 지지부(지지 금형 단부)
120, 120A, 120B: 인장 처리 유닛(보유 지지 기구)
121B, 121C: 클램프 부재(끼움 지지부)
122: 형상 변화부 지지 펀치(내측 지지 부재)
125: 유압 실린더(제1 구동 기구)
131, 132, 133: 프레스 성형 가동형(가동 금형)
132A: 제1 성형부(가동 금형 본체부)
132B: 제2 성형부(외측 걸림 부재, 가동 금형 단부)
133F: 캠 팔로워(제3 구동 기구, 캠)
135: 유압 실린더(제2 구동 기구)
1211: 상측 외형 보유 지지부(외측 걸림 부재)
1212: 하측 외형 보유 지지부(외측 지지 부재)
W0: 금속 재료관(소관)
W10: 토션 빔 소재

Claims

긴 쪽 방향에 직교하는 단면이 상기 긴 쪽 방향의 임의 위치에 있어서 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 폐단면인 일정 형상 폐단면부와, 상기 일정 형상 폐단면부에 이어지며, 또한 상기 폐단면이 상이한 형상의 폐단면을 갖는 접속 영역을 갖는 형상 변화부를 구비한 토션 빔을 제조하는 방법이며,
상기 일정 형상 폐단면부 및 상기 형상 변화부가 형성된 토션 빔 소재 중 적어도 상기 접속 영역에 대하여, 상기 긴 쪽 방향을 따른 인장력을 가하여 상기 토션 빔을 얻는 인장 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 토션 빔 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 인장 공정에서, 상기 접속 영역보다 상기 긴 쪽 방향을 따른 외측 부분의 내측을 내측 지지 부재로 지지하며, 또한, 상기 외측 부분의 외측에 외측 걸림 부재를 걸게 한 상태에서, 상기 내측 지지 부재 및 상기 외측 걸림 부재를 상기 일정 형상 폐단면부로부터 이격되는 방향으로 이동시킴으로써, 상기 인장력을 가하는 것을 특징으로 하는 토션 빔 제조 방법.
제2항에 있어서, 상기 인장 공정에서,
상기 접속 영역의 외측을 외측 지지 부재로 지지하고,
상기 내측 지지 부재 및 상기 외측 걸림 부재의 이동과 동일 방향으로 또한 동기하여, 상기 외측 지지 부재를 이동시키는 것을 특징으로 하는 토션 빔 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 인장 공정에서, 상기 토션 빔 소재의 양단간을 상기 긴 쪽 방향을 따라 상대적으로 이격시킴으로써, 상기 인장력을 상기 토션 빔 소재의 전체 길이에 걸쳐 가하는 것을 특징으로 하는 토션 빔 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인장 공정에서, 상기 토션 빔 소재의 적어도 상기 접속 영역에 대하여 상기 긴 쪽 방향에서 1％ 이상의 변형을 부여하는 것을 특징으로 하는 토션 빔 제조 방법.
제5항에 있어서, 상기 인장 공정 전에, 소관을 프레스하여 상기 토션 빔 소재를 얻는 프레스 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 토션 빔 제조 방법.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 인장 공정 전에, 소관을 프레스하여 상기 토션 빔 소재를 얻는 프레스 공정을 갖는 것을 특징으로 하는 토션 빔 제조 방법.
긴 쪽 방향에 직교하는 단면이 상기 긴 쪽 방향의 임의 위치에 있어서 대략 V자 형상 또는 대략 U자 형상의 폐단면인 일정 형상 폐단면부와, 상기 일정 형상 폐단면부에 이어지며, 또한 상기 폐단면과 상이한 형상의 폐단면을 갖는 접속 영역을 갖는 형상 변화부를 구비한 토션 빔을 제조하는 장치이며,
상기 일정 형상 폐단면부 및 상기 형상 변화부가 형성된 토션 빔 소재 중, 상기 토션 빔 소재의 긴 쪽 방향에 있어서의 상기 접속 영역보다 일방측에 있는 부분과, 상기 접속 영역보다 타방측에 있는 부분을 보유 지지하는 한 쌍의 보유 지지 기구와;
상기 각 보유 지지 기구가 상기 토션 빔 소재를 보유 지지한 상태에서 상기 각 보유 지지 기구간을 상기 토션 빔 소재의 긴 쪽 방향을 따라 상대적으로 이격시킴으로써, 상기 토션 빔 소재 중 적어도 상기 접속 영역에 대하여 상기 긴 쪽 방향의 인장력을 가하는 제1 구동 기구를
구비하는 것을 특징으로 하는 토션 빔 제조 장치.
제8항에 있어서, 상기 각 보유 지지 기구가, 상기 토션 빔 소재의 양단을 보유 지지하는 것을 특징으로 하는 토션 빔 제조 장치.
제9항에 있어서, 상기 일정 형상 폐단면부 및 상기 형상 변화부에 대응한 형상을 갖는 가동 금형과;
상기 토션 빔 소재에 상기 일정 형상 폐단면부 및 상기 형상 변화부를 부여하기 전의 소관에 대하여, 상기 가동 금형을 압박하는 제2 구동 기구를
더 구비하는 것을 특징으로 하는 토션 빔 제조 장치.
제8항에 있어서, 상기 각 보유 지지 기구 중 적어도 한쪽이,
상기 형상 변화부의 내측에 삽입되는 내측 지지 부재와;
상기 형상 변화부의 외측에 거는 외측 걸림 부재를
구비하는 것을 특징으로 하는 토션 빔 제조 장치.
제11항에 있어서, 상기 일정 형상 폐단면부 및 상기 형상 변화부에 대응한 형상을 갖는 가동 금형과;
상기 토션 빔 소재에 상기 일정 형상 폐단면부 및 상기 형상 변화부를 부여하기 전의 소관에 대하여, 상기 가동 금형을 압박하는 제2 구동 기구를
더 구비하는 것을 특징으로 하는 토션 빔 제조 장치.
제12항에 있어서, 상기 가동 금형이,
적어도 상기 일정 형상 폐단면부에 대응한 형상을 갖는 가동 금형 본체부와,
적어도 상기 형상 변화부에 대응한 형상을 갖고, 또한 상기 가동 금형 본체부에 대하여 이격 가능하게 설치된 가동 금형 단부와,
상기 가동 금형 본체부로부터 상기 가동 금형 단부를 이격시키는 제3 구동 기구를
구비하고;
상기 가동 금형 단부가, 상기 외측 걸림 부재를 겸하고 있는 것을 특징으로 하는 토션 빔 제조 장치.
제13항에 있어서, 상기 제3 구동 기구가, 상기 가동 금형 본체부 및 상기 가동 금형 단부간의 간극에 삽입되는 캠인 것을 특징으로 하는 토션 빔 제조 장치.
제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 토션 빔 소재를 지지하는 지지 금형을 더 구비하고;
상기 지지 금형이,
상기 토션 빔 소재를, 상기 일정 형상 폐단면부를 포함하는 부분에 있어서 지지하는 지지 금형 본체부와,
상기 지지 금형 본체부에 대하여 이격 가능하게 설치되며, 또한 적어도 상기 형상 변화부를 지지하는 지지 금형 단부를 구비하는 것을 특징으로 하는 토션 빔 제조 장치.
제15항에 있어서, 상기 제1 구동 기구를 제어하는 제어부를 더 구비하고;
상기 제어부가, 상기 제1 구동 기구를 동작시켜, 상기 토션 빔 소재의 적어도 상기 접속 영역에 대하여 상기 긴 쪽 방향에서 1％ 이상의 변형을 부여하는 것을 특징으로 하는 토션 빔 제조 장치.
제8항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 구동 기구를 제어하는 제어부를 더 구비하고;
상기 제어부가, 상기 제1 구동 기구를 동작시켜, 상기 토션 빔 소재의 적어도 상기 접속 영역에 대하여 상기 긴 쪽 방향에서 1％ 이상의 변형을 부여하는 것을 특징으로 하는 토션 빔 제조 장치.